一種基于同步采樣的高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測方法，包括以下步驟：ＧＰＳ時鐘接收器為變電站端監(jiān)測主機提供全球統(tǒng)一的秒脈沖信號和時間碼，監(jiān)測主機應用基于ＩＥＥＥ １５８８時鐘同步協(xié)議，通過Ｚｉｇｂｅｅ無線網(wǎng)絡向各就地監(jiān)測單元下發(fā)ＧＰＳ時鐘同步信號；各就地監(jiān)測單元根據(jù)接收ＧＰＳ秒脈沖信號采用大規(guī)模可編程邏輯器件硬件產(chǎn)生就地同步采樣脈沖，并將同步采樣脈沖發(fā)送給就地監(jiān)測單元的采樣保持器實現(xiàn)斷路器狀態(tài)的異地同步采樣。應用該方法能夠能同步監(jiān)測多個斷路器的動作特性、全面測量斷路器狀態(tài)參數(shù)，便于運行維修人員在同一個時間坐標系上進行斷路器的動作行為分析、狀態(tài)判斷和壽命評估，維護成本低。
On line monitoring method for high voltage circuit breaker based on synchronous sampling
A high voltage circuit breaker on-line monitoring method based on synchronous sampling, which comprises the following steps: GPS clock receiver for the end host monitoring substation provides global unified second pulse signal and the time code, monitoring host application IEEE 1588 clock synchronization based on Zigbee protocol, through the wireless network to the local monitoring unit to send GPS clock synchronization signal; the on-site monitoring unit according to the received GPS second pulse signal with the large-scale programmable logic device hardware to generate local synchronous sampling pulse, and the synchronous sampling pulse sent to the local monitoring unit of the sampling holder of circuit breaker state synchronized sampling. This method can be used to measure overall action of circuit breaker state parameters, simultaneous monitoring of multiple circuit breakers, evaluation and analysis, the action is convenient for operation and maintenance personnel of the circuit breaker at the same time the coordinates on the state of judgment and life, low maintenance cost.
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測方法，尤其是一種基于同步采樣的高 壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測方法。
技術(shù)介紹
斷路器在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)用于變電站、開閉所、電廠斷路器的機械性能、 電氣絕緣性能、觸頭電壽命及操作回路工作狀態(tài)的監(jiān)測，通過綜合分析在線監(jiān) 測的數(shù)據(jù)和相關(guān)歷史數(shù)據(jù)，診斷出高壓斷路器當前的工作狀態(tài)，為電氣設備狀 態(tài)檢修提供決策依據(jù)。電力系統(tǒng)中，斷路器數(shù)量最多、檢修量大、費用高，有關(guān)統(tǒng)計表明，變電站維護費用的一半以上是用在高壓斷路器上，而其中60%又 是用于斷路器的小修和例行檢修上。另外據(jù)統(tǒng)計，10%的斷路器故障是由于不 正確的檢修所致，斷路器的大修完全解體，既費時間，費用也很高，而且解體 和重新裝配會引起很多新的缺陷，在目前相對保守的計劃檢修中，檢修缺乏一 定的針對性。斷路器在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)能及時了解斷路器的工作狀態(tài)、缺陷的 部位，減少過早或不必要的停電試驗和檢修，減少維護工作量，降低維修費用， 提高檢修的針對性，可顯著提高電力系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟性。但現(xiàn)有的斷路器在 線監(jiān)測方法主要存在以下不足1、斷路器狀態(tài)參數(shù)測量不全面；2、不能同步 監(jiān)測多個斷路器的動作特性；3、現(xiàn)有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換格式不盡相同，限制了 第三方軟件接口，制約了斷路器工作狀態(tài)的深入分析和診斷；4、采用RS 485 的有線數(shù)據(jù)采集的方案系統(tǒng)難以部署，維護成本很高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的就是提供一種能同步監(jiān)測多個斷路器的動作特性、全面測量 斷路器狀態(tài)參數(shù)，維護成本低的基于同步采樣的高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測方 法。本專利技術(shù)的，是基于GPS統(tǒng)一 時鐘和Zigbee無線通信的數(shù)據(jù)同步采樣，GPS接收單元為變電站端監(jiān)測主機提 供全球統(tǒng)一的秒脈沖信號，監(jiān)測主機通過Zigbee無線網(wǎng)絡向各就地監(jiān)測單元 下發(fā)異地同步采樣命令；各就地監(jiān)測單元根據(jù)接收GPS秒脈沖信號采用可編程邏輯器件硬件產(chǎn)生就地同步采樣脈沖，并將同步采樣脈沖發(fā)送給就地監(jiān)測單元的A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)斷路器狀態(tài)的異地同步采樣，采用基于IEEE 1588時鐘協(xié)議 實現(xiàn)變電站端監(jiān)測主機和就地監(jiān)測單元之間的時鐘同步。站端監(jiān)測主機置于主控室內(nèi)，多臺就地監(jiān)測單元安裝于開關(guān)現(xiàn)場的斷路器 旁，表征斷路器狀態(tài)的相關(guān)測量信號輸出接至相應的就地監(jiān)測單元的信號輸入 端，就地監(jiān)測單元將監(jiān)測的參數(shù)通過Zigbee無線接收/發(fā)送器和Zigbee無線 通信網(wǎng)絡傳送到站端監(jiān)測主機，站端監(jiān)測主機收到數(shù)據(jù)后，進行數(shù)據(jù)處理，實 時顯示數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)記錄，超值報警，同時GPS時鐘接收器為系統(tǒng)提供全球 統(tǒng)一的秒脈沖信號和時間碼。就地監(jiān)測單元，用于測量表征斷路器狀態(tài)的參數(shù)，所述就地監(jiān)測單元包括 信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、處理器、Zigbee無線網(wǎng)絡模塊。就地監(jiān)測單元同步采樣測量的表征斷路器狀態(tài)參數(shù)包括斷路器控制回路 電源電壓、直流電源熔斷器電壓、電動機操作機構(gòu)的電源電壓、二路斷路器輔 助觸點電壓、合閘線圈電流、二路跳閘線圈電流，三相線路電流、合閘觸發(fā)信 號、跳閘觸發(fā)信號、二路防止跳躍繼電器觸發(fā)信號。本專利技術(shù)的，與現(xiàn)有的方法相 比，具有以下優(yōu)點1、可同時采集14路表征斷路器狀態(tài)的電壓信號、電流信 號和事件觸發(fā)等信號，各通道的性質(zhì)可由定值配置，根據(jù)不同的信號性質(zhì)對采 集數(shù)據(jù)進行不同處理；2、基于GPS統(tǒng)一時鐘和和Zigbee無線通信的數(shù)據(jù)同步 采樣，使得采集數(shù)據(jù)能夠根據(jù)絕對時標在同一個時間坐標系上進行分析，便于 同步監(jiān)測和分析多個斷路器的動作特性；3、提供標準的數(shù)據(jù)格式文件，第三 方分析程序可以很方便的獲取和分析采集的數(shù)據(jù)，為相關(guān)研究工作提供了便 利；4、采用Zigbee無線通信的數(shù)據(jù)采集方案，部署靈活，維護成本低。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本專利技術(shù)的數(shù)據(jù)同步采樣原理示意圖。 具體實施例方式下面結(jié)合附圖及具體實施對本專利技術(shù)作進一步詳細的說明 如圖l，變電站1的主接線為1個半斷路器接線，線路4和線路5用斷路器 7、斷路器8和斷路器9連接于母線2和母線3上，另一回線路6用斷路器10和斷路器11連接于母線2和母線3上。為了實時監(jiān)測、記錄和儲存以上5臺 斷路器在正常運行時，和斷路器分、合閘過程中產(chǎn)生的相關(guān)參數(shù)數(shù)值，本發(fā)蝗 的技術(shù)方案是包括就地監(jiān)測單元12、就地監(jiān)測單元13、就地監(jiān)測單元14、 就地監(jiān)測單元15和就地監(jiān)測單元16， Zigbee無線接收/發(fā)送器18和Zigbee 無線通信網(wǎng)絡19、 一臺站端監(jiān)測主機20、 GPS時鐘接收器22和GPS天線23。 站端監(jiān)測主機21置于主控室20內(nèi)，就地監(jiān)測單元安裝于開關(guān)現(xiàn)場17的斷路 器旁，表征斷路器狀態(tài)的相關(guān)測量信號輸出接至相應的就地監(jiān)測單元的信號輸 入端，就地監(jiān)測單元將監(jiān)測的參數(shù)通過Zigbee無線接收/發(fā)送器18和Zigbee 無線通信網(wǎng)絡19傳送到站端監(jiān)測主機21，站端監(jiān)測主機21收到數(shù)據(jù)后，進行 數(shù)據(jù)處理，實時顯示數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)記錄，超值報警。GPS時鐘接收器22為系 統(tǒng)提供全球統(tǒng)一的秒脈沖信號和時間碼。如圖2， GPS接收單元為變電站端監(jiān)測主機提供全球統(tǒng)一的秒脈沖信號， 監(jiān)測主機通過Zigbee無線網(wǎng)絡向各就地監(jiān)測單元下發(fā)異地同步采樣命令，各 就地監(jiān)測單元將接收到的GPS秒脈沖信號采用大規(guī)模復雜可編程邏輯器件 (CPLD)硬件產(chǎn)生就地同步采樣脈沖，并將同步采樣脈沖發(fā)送給就地監(jiān)測單元 的A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)斷路器狀態(tài)的異地同步采樣。由于就地監(jiān)測單元每點的采樣 數(shù)據(jù)與GPS單元產(chǎn)生的同步采樣脈沖是一一對應的，從而使得相隔幾十公里或 上百公里的參數(shù)采集都是同步的。每個采樣點都打上絕對時標。這樣不同的裝 置在不同的地點也是同時采樣。它們錄下來的波形，根據(jù)絕對時標可以在同一 個時間坐標系上進行分析。權(quán)利要求1、一種，其特征在于它是基于GPS統(tǒng)一時鐘和Zigbee無線通信的數(shù)據(jù)同步采樣，GPS接收單元為變電站端監(jiān)測主機提供全球統(tǒng)一的秒脈沖信號，監(jiān)測主機通過Zigbee無線網(wǎng)絡向各就地監(jiān)測單元下發(fā)異地同步采樣命令；各就地監(jiān)測單元根據(jù)接收GPS秒脈沖信號采用可編程邏輯器件硬件產(chǎn)生就地同步采樣脈沖，并將同步采樣脈沖發(fā)送給就地監(jiān)測單元的A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)斷路器狀態(tài)的異地同步采樣；站端監(jiān)測主機置于主控室內(nèi)，多臺就地監(jiān)測單元安裝于開關(guān)現(xiàn)場的斷路器旁，表征斷路器狀態(tài)的相關(guān)測量信號輸出接至相應的就地監(jiān)測單元的信號輸入端，就地監(jiān)測單元將監(jiān)測的參數(shù)通過Zigbee無線接收/發(fā)送器和Zigbee無線通信網(wǎng)絡傳送到站端監(jiān)測主機，站端監(jiān)測主機收到數(shù)據(jù)后，進行數(shù)據(jù)處理，實時顯示數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)記錄，超值報警，同時GPS時鐘接收器為系統(tǒng)提供全球統(tǒng)一的秒脈沖信號和時間碼。2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其 特征在于:所述的就地監(jiān)測單元包括信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、處理器、Zigbee 無線網(wǎng)絡模塊，用于測量表征斷路器狀態(tài)的參數(shù)。3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其 特征在于所述的表征斷路器狀態(tài)的參數(shù)是斷路器控制回路電源電壓、直流電 源熔斷器電壓、電動機操作機構(gòu)的電源電壓、二路斷路器輔助觸點電壓、合閘 線圈電流、二路跳閘線圈電流、三相線路電流、合閘觸發(fā)信號、跳閘觸發(fā)信號、 二路中間繼電器觸發(fā)信號。4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其 特征在于它是采用基于IEEE 1588時鐘協(xié)議實現(xiàn)變電站端監(jiān)測主機和就地監(jiān) 測單元之間的時鐘同步。全文本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種基于同步采樣的高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測方法，其特征在于：它是基于ＧＰＳ統(tǒng)一時鐘和Ｚｉｇｂｅｅ無線通信的數(shù)據(jù)同步采樣，ＧＰＳ接收單元為變電站端監(jiān)測主機提供全球統(tǒng)一的秒脈沖信號，監(jiān)測主機通過Ｚｉｇｂｅｅ無線網(wǎng)絡向各就地監(jiān)測單元下發(fā)異地同步采樣命令；各就地監(jiān)測單元根據(jù)接收ＧＰＳ秒脈沖信號采用可編程邏輯器件硬件產(chǎn)生就地同步采樣脈沖，并將同步采樣脈沖發(fā)送給就地監(jiān)測單元的Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)斷路器狀態(tài)的異地同步采樣； 站端監(jiān)測主機置于主控室內(nèi)，多臺就地監(jiān)測單元安裝于開關(guān)現(xiàn)場的斷路器旁，表征斷路器狀態(tài)的相關(guān)測量信號輸出接至相應的就地監(jiān)測單元的信號輸入端，就地監(jiān)測單元將監(jiān)測的參數(shù)通過Ｚｉｇｂｅｅ無線接收／發(fā)送器和Ｚｉｇｂｅｅ無線通信網(wǎng)絡傳送到站端監(jiān)測主機，站端監(jiān)測主機收到數(shù)據(jù)后，進行數(shù)據(jù)處理，實時顯示數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)記錄，超值報警，同時ＧＰＳ時鐘接收器為系統(tǒng)提供全球統(tǒng)一的秒脈沖信號和時間碼。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：辛建波，
申請(專利權(quán))人：江西省電力科學研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：36[]
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