[發(fā)明專利]大功率電力系統(tǒng)母線過熱的在線監(jiān)測與自動保護裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410214810.7
• 申請日: 2014-05-20
• 公開（公告）號: CN104022488A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭宏;蔣勇斌;黃俊;張云;葉晶晶
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: H02H5/04
• 分類號: H02H5/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 羅敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)裝置領(lǐng)域，具體涉及一種大功率電力系統(tǒng)母線過熱的在線監(jiān)測與自動保護裝置。

背景技術(shù)

在一般的大功率電力系統(tǒng)設(shè)備中，高壓載流母線常常因冷卻系統(tǒng)故障、接觸部位氧化、接觸松動、負荷過大、相間短路等原因?qū)е聹囟壬摺Ｓ捎诂F(xiàn)有母線過熱故障測試手段多采用間接方法，如強迫風(fēng)冷系統(tǒng)中測量風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)壓及風(fēng)速、液體冷卻系統(tǒng)中檢測冷卻液的溫度及流量等，使得很多熱故障不能在溫度超限前被及時發(fā)現(xiàn)，特別在開關(guān)柜和封閉母線內(nèi)，溫度超限點的問題更不易發(fā)現(xiàn)，再加上大功率電氣設(shè)備一般都處于高電壓、大電流和強磁場的環(huán)境中,這給母線實時檢測以及及時反應(yīng)帶來很大困難。工程上需要對某些重要的帶電母線的關(guān)鍵點進行實時溫度監(jiān)控，如電力電子裝置中的元件母線，一旦元件母線溫度過高就意味著電力電子器件的結(jié)溫超過其額定，若不及時保護將導(dǎo)致電力電子器件的熱擊穿，尤其在多個電力電子器件共用(多元件串聯(lián)或并聯(lián))一條元件母線情況下，元件母線過溫意味著這一母線上所有元件存在熱擊穿危險，導(dǎo)致事故的擴大。若能對電力電子高壓母線溫度實時檢測，將會極大地提高電力系統(tǒng)裝置的運行可靠性、安全性。

發(fā)明專利CN97232241,“一種配電母線超溫警示器”通過與電源電路串接的溫度檢測電路來檢測母線溫度變化，當(dāng)母線溫度超過設(shè)定值時，通過開關(guān)電路開通報警裝置,但是它缺少對整個電力系統(tǒng)裝置的有效的保護環(huán)節(jié)。近20年來，非接觸紅外測溫技術(shù)在設(shè)備在線故障診斷和安全保護方面迅速發(fā)展，該技術(shù)利用光學(xué)系統(tǒng)匯集其視場內(nèi)的目標紅外輻射能量，紅外輻射能量聚焦在光電探測器上，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號，該信號再經(jīng)換算轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標的溫度值。但該方法測得的不是物體表面溫度的真實值，要獲取真實值，則必須知道物體的發(fā)射率，而發(fā)射率(黑度系數(shù))不易在線測量，且易隨表面狀態(tài)改變而改變，除此之外，該技術(shù)的測量結(jié)果還受到其他諸多因素如環(huán)境溫度，灰塵，煙霧，蒸汽，噪聲，電磁場，震動等影響，因而可靠性較差。為解決上述因素對測量結(jié)果的影響，紅外測溫儀在結(jié)構(gòu)上更加精細、復(fù)雜，這樣安裝調(diào)試難度以及成本都將大大增加。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中母線過熱故障測試手段上存在的局限和不足，提出了一種大功率電力系統(tǒng)母線過熱的在線監(jiān)測與自動保護裝置，在不影響大功率電力系統(tǒng)裝置正常工作的情況下，只需將此裝置緊貼于被測母線表面的溫度繼電器以及損壞或失效微動開關(guān)的干接點處，便可以對大功率電力系統(tǒng)裝置的母線及其工作元件進行在線監(jiān)測和自動保護。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了一種大功率電力系統(tǒng)母線過熱的在線監(jiān)測與自動保護裝置，具體方案如下：一種大功率電力系統(tǒng)母線過熱的在線監(jiān)測與自動保護裝置，其特征在于包括電源模塊、隔離和巡檢模塊、驅(qū)動和保護模塊；所述電源模塊由二極管橋式整流電路、反激變換器、光電耦合器、穩(wěn)壓芯片、三端離線PWM開關(guān)及電阻、電容組成，用于提供直流電壓；所述隔離和巡檢模塊由帶中心抽頭的信號隔離變壓器、多諧振蕩器和達林頓陣列組成，用于對信號的隔離并為信號隔離變壓器提供互補巡檢信號；所述驅(qū)動和保護模塊由電壓比較器、開關(guān)管、電磁繼電器、電阻和電容組成，用于檢測信號隔離變壓器中心抽頭上的電壓變化并控制電磁繼電器跳閘，保護電力系統(tǒng)的母線及其元件；所述隔離和巡檢模塊信號隔離變壓器中心抽頭的輸出端與驅(qū)動和保護模塊的輸入端相連。

進一步地，所述隔離和巡檢模塊通過一路脈沖可以實現(xiàn)對兩個信號隔離變壓器的脈沖輸入。

進一步地，所述驅(qū)動和保護模塊通過一個電磁繼電器實現(xiàn)對兩路母線過熱監(jiān)測和保護。

進一步地，所述隔離和巡檢模塊還包括兩個穩(wěn)壓管，通過兩個穩(wěn)壓管實現(xiàn)對兩路脈沖的穩(wěn)壓。

與其它母線過熱故障測試手段相比，本發(fā)明僅僅通過溫度繼電器便能獲得準確及時的母線溫度信息，成本低廉,安裝方便,高效實用，有效地實現(xiàn)了高壓設(shè)備母線的運行溫度超過設(shè)定值時,實時報警,并可提醒設(shè)備監(jiān)護人員及時采取適當(dāng)?shù)拇胧瑫r對由元件故障引起的電力系統(tǒng)設(shè)備無法正常工作,也起到了在線監(jiān)測和自動保護作用。

附圖說明

圖1本發(fā)明的電源模塊邏輯電路圖。

圖2本發(fā)明的隔離和巡檢模塊邏輯電路圖。

圖3本發(fā)明的驅(qū)動和保護模塊邏輯電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實例對本發(fā)明作進一步描述。

本發(fā)明的一種大功率電力系統(tǒng)母線過熱的在線監(jiān)測與自動保護裝置由電源模塊、隔離和巡檢模塊、驅(qū)動和保護模塊三部分組成。