[發(fā)明專利]采集GIS內高壓斷路器電流和振動信號的系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN109883482A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設計）人: 楊愛軍;譚佳明;王小華;趙依梵;師晨光;羿敏;榮命哲;劉定新
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G05B19/042
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

本公開揭示了一種采集GIS內高壓斷路器電流和振動信號的系統(tǒng)，包括采集模塊、信號調理模塊、A/D轉換及數字隔離模塊、中央處理模塊、通信模塊和上位機。本公開還揭示了一種采集GIS內高壓斷路器電流和振動信號的方法。本公開適用于三相分箱式布置、既可以分相操作又可以電氣聯動的GIS斷路器，能夠在線檢測斷路器每一相的分合閘線圈電流及每一相的振動信號，并實時輸出數據至上位機。

技術領域

本公開屬于電力設備在線監(jiān)測及故障診斷領域，具體涉及一種采集GIS內高壓斷路器電流和振動信號的系統(tǒng)及方法。

背景技術

GIS內高壓斷路器的安全可靠性關系到整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，隨著電力系統(tǒng)以及智能電網的快速發(fā)展，對GIS高壓斷路器等電力設備的可靠性要求更加嚴格。據統(tǒng)計，機械故障占GIS高壓斷路器的80％。因此，對GIS內高壓斷路器的機械狀態(tài)進行檢測，提前給出狀態(tài)預警，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有重大意義。

目前，國內外針對GIS內高壓斷路器的機械特性在線監(jiān)測較成熟的是對分合閘線圈電流、動觸頭位移、操動機構振動、儲能電機電流、觸頭溫度等信號的測量，其中，操動機構的振動信號以及分合閘線圈電流信號為主要監(jiān)測信號。振動信號可以反映GIS內高壓斷路器在整個分合閘過程中機械結構的動作信息；分合閘線圈電流可以判斷控制回路的運行狀態(tài)?，F有的商用振動采集系統(tǒng)價格高昂，體積較大，而且采集系統(tǒng)難以對分合閘線圈電流信號、振動信號進行同步采集并進行數據處理分析。

對于三相分箱式布置、既可以分相操作又可以三相電氣聯動的GIS斷路器，需采集三相單獨的電流及振動信號來判斷其運行狀態(tài)，而目前市場上更是缺少具有針對性的狀態(tài)信號采集裝置。

因此，研制開發(fā)針對既可以分相操作又可以電氣聯動的用于GIS內高壓斷路器的信號采集系統(tǒng)是必要的，將有助于提早發(fā)現該類型斷路器潛在的故障隱患，提高斷路器壽命，提升電網運行的穩(wěn)定性。

發(fā)明內容

針對上述不足，本公開的目的在于提供一種采集GIS內高壓斷路器電流和振動信號的系統(tǒng)及方法，能夠既測量單相的電流及振動信號，又能夠測量三相的電流及振動信號，以此提高GIS內高壓斷路器的可靠性。

本公開的目的是通過以下技術方案實現的：

一種采集GIS內高壓斷路器電流和振動信號的系統(tǒng)，包括：

采集模塊，用于采集GIS內高壓斷路器的電流和振動信號；

信號調理模塊，用于將所述采集模塊采集的電流信號轉換為電壓信號并放大，以及對放大后的電壓信號和所采集的振動信號濾波后輸出；

A/D轉換及數字隔離模塊，用于將所述信號調理模塊濾波后輸出的電壓信號和振動信號轉化為數字信號并為數字信號的傳輸提供隔離通道；

中央處理模塊，用于實時讀取經所述A/D轉換及數字隔離模塊隔離的數字信號并進行存儲；

通信模塊，用于傳輸所述中央處理模塊存儲的數字信號；

上位機，用于實時顯示所述通信模塊傳輸的數字信號。

優(yōu)選的，所述采集模塊包括：

霍爾電流傳感器，用于采集斷路器中分合閘線圈的電流信號；

振動傳感器，用于采集斷路器的振動信號。

優(yōu)選的，所述信號調理模塊包括：

電流-電壓轉換及放大電路，用于將電流信號轉化為電壓信號，并對轉換后的電壓信號進行放大；

電壓信號四階巴特沃斯低通濾波電路，用于濾除由電流信號轉化的電壓信號中的高頻信號干擾；

振動信號四階巴特沃斯低通濾波電路，用于濾除所采集的振動信號中的高頻信號干擾。