[實用新型]一種預測繼電保護裝置剩余壽命的電源檢測電路

有效

• 申請號: 201220681532.2
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN202995006U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 胡鈺林;孫月琴;葉遠波;宋斌;王正航;胡曉飛;陳實;趙曉春
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;安徽省電力公司
• 主分類號: G01R31/40
• 分類號: G01R31/40
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本實用新型涉及繼電保護裝置，技術領域屬工業控制，具體涉及的是一種預測繼電保護裝置剩余壽命的電源檢測電路。

背景技術

繼電保護裝置是確保電網和電力設備安全的重要保障。繼電保護裝置的可靠性對供電可靠性、供電設備和人員的安全都具有及其重要的意義。

實踐證明繼電保護裝置的可靠性和裝置電源的可靠性具有很強的相關性，裝置電源的失效是導致繼電保護裝置故障的一個重要原因。為了維護繼電保護裝置良好的工作狀況，電網運行人員普遍采取了定期檢修的機制。但是，長期以來，因為無法在線獲取電源模塊的實際健康狀態，對裝置電源的檢修一直存在著“欠檢修”和“過檢修”兩種不理想的狀況。“欠檢修”導致壽命即將終止的裝置電源得不到更換，非常容易引起裝置故障；“過檢修”增加了停電檢修的次數，同時也造成了投資的浪費。

實用新型內容

針對現有技術上存在的不足，本實用新型目的是在于提供一種便于預測整個繼電保護裝置電源剩余壽命的電源檢測電路，實現繼電保護裝置電源模塊的狀態監測和狀態檢修；提高了繼電保護裝置的可靠性，降低了維護成本。

為了實現上述目的，本實用新型是通過如下的技術方案來實現：

一種預測繼電保護裝置剩余壽命的電源檢測電路，其包括電源模塊、背板總線和CPU模塊，所述電源模塊通過背板總線連接CPU模塊，所述電源模塊包括電解電容、用于檢測電解電容環境溫度的采集模塊、與采集模塊線連接的電流采樣運算放大電路以及用于存儲電解電容狀態信息的存儲器，所述電流采樣運算放大電路串聯在電源模塊的輸出回路上，所述采集模塊和存儲器均與CPU模塊相連接；其通過鋁電解電容剩余壽命預測數學模型來實時估算電源模塊的剩余壽命，在剩余壽命數值達到報警門檻時給出報警信息，提示維護人員進行檢修更換。

所述電解電容與CPU模塊連接的電路上還設置有電流采樣電阻，所述電流采樣運算放大電路連接電流采樣電阻的兩端，并與電流采樣電阻組成負載電流測量電路。

根據上述一種預測繼電保護裝置剩余壽命的電源檢測電路，其中，所述采集模塊采用的是半導體溫度傳感器或ADC集成芯片（模數轉換器）。

根據上述一種預測繼電保護裝置剩余壽命的電源檢測電路，其中，所述采集模塊和存儲器均通過I²C總線與CPU模塊相連接，上述背板總線上以及存儲器上均設置有I²C接口；所述CPU模塊通過背板總線上的I²C接口讀取電源模塊上的溫度采樣值；同時，電源模塊的累計工作時間數據通過I²C接口的存儲器上，所述存儲器并將累計工作時間數據輸送給CPU模塊，供其讀取。

根據上述一種預測繼電保護裝置剩余壽命的電源檢測電路，其中，所述存儲器采用的是EEPROM芯片。

根據上述一種預測繼電保護裝置剩余壽命的電源檢測電路，其中，所述電解電容狀態信息為剩余壽命數值信息和初始溫度值信息，所述CPU模塊通過建立電解電容溫度T和剩余壽命L_r的數學模型估算出電源模塊的剩余壽命數值（按小時計算），并將這個剩余壽命數值寫入電源模塊的存儲器內。

根據上述一種預測繼電保護裝置剩余壽命的電源檢測電路，其中，上述數學模型的計算公式為：?

??(1)

?????????(2)

?????????????(3)；

式中，為剩余壽命；為額定壽命，通過電容器規格書獲??；為最高使用溫度，通過電容器規格書獲?。粸樽畲笕菰S紋波電流時所規定的紋波發熱，通過測試獲取；為電容器所處環境溫度，通過溫度傳感器在線實測獲??；為電容器表面溫度，通過環境溫度推算獲?。粸閷嶋H紋波造成的溫升，由式(2)計算獲得；為額定最大紋波電流，通過電容器規格書獲取；：實際紋波電流，通過電源設計參數計算獲??；為電容器散熱因子，與電容器尺寸相關，為常數。

當電源模塊剩余壽命減少至報警門檻值時，CPU模塊通過人機界面和報文通信給出報警信息，提示運行維護人員進行檢修更換。

本實用新型根據電解電容剩余壽命預測數學模型來實時估算電源模塊的剩余壽命，在剩余壽命數值達到報警門檻時給出報警信息，提示維護人員進行檢修更換，其電路簡單，整體方案成本低，數據通信總線簡單，可靠性高，實用性強，占用資源少，提高了繼電保護裝置的可靠性，降低了維護成本。并且?無需專門配置專用處理器進行計算，借用繼電保護裝置必備的CPU模塊即可；其實現繼電保護裝置電源模塊的狀態監測和狀態檢修。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式來詳細說明本實用新型；

???圖1為本實用新型的原理框圖。