[發明專利]基于CAN總線的高壓斷路器運行狀態實時監測系統

在審

• 申請號: 201810173329.6
• 申請日: 2018-03-02
• 公開（公告）號: CN108120925A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 黃采倫;王安琪;王靖;田勇軍;歐陽利;朱俊瑋;孫愷
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于CAN總線的高壓斷路器運行狀態實時監測系統，包括用于連接監測傳感器并監測N個高壓斷路器實時運行狀態的現場監測裝置1、現場監測裝置2、現場監測裝置N，N的大小取決于區域內高壓斷路器的臺套數，CAN總線及CAN集線器，區域監測上位機。本發明的有益效果在于：把CAN總線技術引入到高壓斷路器實時狀態監測系統中，以一組高壓斷路器為單位設置現場監測裝置，實現了變電站或發電廠高壓斷路器運行狀態信息的實時集群監測，有效解決了不同規模變電站、發電廠的高壓斷路器在線狀態監測問題，實現從定期檢修向狀態檢修轉變。

技術領域

本發明屬于監測系統，尤其是一種基于CAN總線的高壓斷路器運行狀態實時監測系統。

背景技術

高壓斷路器是電力系統中最重要的控制和保護設備，在發電廠和變電所的配電裝置中必不可少。高壓斷路器控制與保護的對象主要有發電機、輸配電系統及其他電力設備，因此，高壓斷路器的可靠運行對電力系統的安全性及穩定性至關重要。伴隨著電力系統安全可靠性指標的要求越來越高，傳統的定期檢修方法已不能滿足實際應用需求，必將被基于在線監測的狀態檢修所取代。對高壓斷路器實行在線狀態監測與故障診斷，能及時、正確的判斷高壓斷路器的各種異常狀態，及時預警發展中的事故隱患、預防和消除故障，防患于未然，提高高壓斷路器運行的可靠性、安全性和有效性，把故障損失降到最低水平；另外，采用在線狀態監測代替以往的停電試驗，可減少設備停電時間、節約試驗費用，便于制定合理的檢修維護制度，充分挖掘高壓斷路器的運用潛力、延長服役期限和使用壽命。

通過對高壓斷路器進行在線狀態監測、故障成因分析、系統性能評估，可為其結構改進、優化設計、合理制造及安全運行提供有效的數據信息。實現高壓斷路器在線狀態監測的前提是：正確獲取所監測零部件的運行狀態信號，首先要選擇合適的監測傳感器和信號獲取裝置，然后通過有線或無線的方式將監測數據傳輸至數據處理中心，以實現高壓斷路器運行狀態信號的分析處理和故障診斷。高壓斷路器位于電網與負荷系統之間，工作在高電壓、大電流狀態，對其進行狀態監測與故障診斷時，高壓斷路器監測工況下常見的電磁干擾有：阻尼振蕩波干擾、阻尼振蕩磁場干擾、電快速瞬變脈沖群干擾、浪涌（沖擊）干擾、脈沖磁場干擾、工頻磁場干擾、射頻場感應的傳導干擾、射頻電磁場輻射干擾、靜電放電干擾、諧波干擾、交流電源輸入端口電壓暫降和短時中斷干擾、直流電源輸入端口電壓暫降和短時中斷干擾、工頻頻率變化干擾、直流電源輸入端口紋波干擾，約14種干擾類型。在這種復雜的電磁環境中，無線通信方式難以保證數據傳輸的可靠性；為此，本文擬采用現場總線方式來實現高壓斷路器運行狀態的在線監測。

現場總線是近年來迅速發展起來的一種工業數據總線，它主要解決工業現場的智能化儀器儀表、控制器、執行機構等現場設備間的數字通信以及這些現場控制設備和高級控制系統之間的信息傳遞問題，所以現場總線既是通信網絡，又是自控網絡。現場總線控制系統（Fieldbus Control System, FCS）是由現場總線和現場設備組成的控制系統，是繼模擬儀表控制系統、集中式數字控制系統、集散控制系統（Distributed Control System,DCS）后的新一代控制系統。目前的現場通信網絡，有通信協議完善的具有國際標準的現場總線，也有通信協議不很完善的自定義了部分協議的簡單的現場總線；常見的現場總線有：CAN、PROFIBUS、LonWorks、FF、MIC、WorldFIP、DeviceNet等。在高壓斷路器運行狀態監測系統中，考慮到技術開發難度、應用成本和現場干擾嚴重等因素，選CAN總線作為現場總線。

現有的高壓斷路器在線狀態監測系統開始了從有線連接方式到無線連接方式的轉變，而無線連接方式在電力系統自動化中的應用還處于初級階段，在復雜的電磁環境中難以保證數據傳輸的可靠性，不能滿足高壓斷路器運行環境要求，常因復雜的無線配置和難以選擇合適的通訊模式而出現誤診、漏診。因此，開發一種適用于滿足現階段高壓斷路器運行環境的在線狀態監測系統非常必要。

發明內容

針對目前高壓斷路器在線狀態監測系統中存在的不足，本發明公布了一種基于CAN總線的高壓斷路器運行狀態實時監測系統。