一種開關(guān)柜加熱器故障在線監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于變電運(yùn)行領(lǐng)域，涉及開關(guān)柜，尤其是一種開關(guān)柜加熱器故障在線監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力開關(guān)柜為傳輸、分配電能的重要的電力設(shè)施，其穩(wěn)定性直接影響電網(wǎng)穩(wěn)定性和供電可靠性。當(dāng)開關(guān)柜內(nèi)濕度過(guò)高時(shí)，會(huì)引起嚴(yán)重的后果。目前，開關(guān)柜內(nèi)控制溫濕度的方法多為利用加熱器除濕和增溫，通過(guò)智能型溫濕度控制器控制并自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0003]電力開關(guān)柜內(nèi)結(jié)構(gòu)緊湊，集成了斷路器、避雷器、互感器及保護(hù)裝置等電力設(shè)備，對(duì)柜內(nèi)溫濕度環(huán)境要求苛刻，因此利用加熱器對(duì)柜內(nèi)環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)。然而，開關(guān)柜內(nèi)部電磁環(huán)境復(fù)雜，加熱器和智能溫濕度控制器經(jīng)常出現(xiàn)故障，且溫濕度控制器不具備監(jiān)測(cè)加熱器是否故障的功能；由于開關(guān)柜內(nèi)存在高壓危險(xiǎn)，普通巡視不能打開柜門對(duì)加熱器進(jìn)行查驗(yàn)，因此很難發(fā)現(xiàn)加熱器故障，開關(guān)柜內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間溫濕度異常會(huì)影響柜內(nèi)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，嚴(yán)重的甚至引起滑閃放電，造成停電事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種安裝方便，不影響原加熱器的正常工作，能夠指示加熱器是否故障，方便了運(yùn)維人員巡視、保障開關(guān)柜健康無(wú)故障運(yùn)行的變電站開關(guān)柜加熱器在線監(jiān)測(cè)方法。
[0005 ]本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種開關(guān)柜加熱器故障在線監(jiān)測(cè)方法，將開關(guān)柜加熱器的電源線路穿過(guò)羅氏線圈電流互感器，在電流互感器二次測(cè)并聯(lián)整流模塊，整流模塊依次連接平波電容器、采樣電阻、工作指示發(fā)光二極管，將采樣電阻兩端電壓作為羅氏線圈輸出電壓VI;
[0007]在加熱器工作電源線上并聯(lián)微型變壓器及其整流模塊，微型變壓器及整流模塊連接一電壓比較電路，微型變壓器及整流模塊將加熱器工作電壓轉(zhuǎn)換為5V直流電壓，并將此電壓作為電壓比較電路的電源電壓，在直流電壓輸出后并聯(lián)一可調(diào)電阻，作為閾值參考電壓Vset;
[0008]在比較電路輸入羅氏線圈電流互感器的輸出電壓V1、和閾值參考電壓Vset，當(dāng)羅氏線圈電流互感器的輸出電壓大于閾值參考電壓的時(shí)候，判定加熱器正常工作；當(dāng)羅氏線圈電流互感器的輸出電壓小于閾值參考電壓的時(shí)候，判定加熱器故障，故障信號(hào)通過(guò)故障指示發(fā)光二極管顯示。
[0009]而且，所述的羅氏線圈電流互感器為穿心式電流互感器，不打斷原工作電路。
[0010]本發(fā)明以羅氏線圈型電流互感器為核心，通過(guò)羅氏線圈電流互感器監(jiān)測(cè)加熱器的電流，將加熱器一次電流變換為二次小電壓，從而監(jiān)測(cè)加熱器的電流值;通過(guò)微型變壓器和整流模塊，將加熱器工作電壓轉(zhuǎn)換為二次直流小電壓;將電壓與電流信號(hào)綜合處理，從而反映加熱器工作、故障兩種狀態(tài)。解決開關(guān)柜、端子箱等內(nèi)加熱器故障監(jiān)測(cè)困難的問(wèn)題。
[0011](I)電流監(jiān)測(cè)
[0012]羅氏線圈由環(huán)繞于環(huán)形非磁性材料骨架上的銅導(dǎo)線組成，構(gòu)成環(huán)形的穿心式電流互感器，由于磁芯的特殊性，因此該電流互感器不存在非線性、磁飽和等現(xiàn)象也不存在電流互感器二次斷路危險(xiǎn)。羅氏線圈電流傳感器的原理結(jié)構(gòu)如附圖1所示。包括非磁性環(huán)形骨架，和環(huán)繞在骨架上的二次線圈。
[0013]當(dāng)加熱器一次載流導(dǎo)線從線圈環(huán)心穿過(guò)時(shí)，導(dǎo)體周圍將產(chǎn)生磁場(chǎng)B，根據(jù)安培環(huán)路定理，導(dǎo)體周圍磁場(chǎng)強(qiáng)度B正比于載流導(dǎo)體中的電流In。
[0014]我們假設(shè)，導(dǎo)體周圍的磁場(chǎng)均勻的穿過(guò)羅氏線圈的骨架，且二次線圈均勻的分布在骨架上。
[0015]根據(jù)電磁感應(yīng)定律，二次線圈產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)正比于一次載流導(dǎo)體中的電流。當(dāng)一次側(cè)流過(guò)均方根為與的正弦電流時(shí)，羅氏線圈的輸出電壓方均根值為:
[0016]E= oMIn
[0017]其中:E為羅氏線圈的輸出電壓均方根值
[0018]ω =2iif = 314rad/s為工頻電壓圓頻率；
[0019]M為羅氏線圈的互感系數(shù)。
[0020]In為一次載流導(dǎo)體中電流有效值。
[0021]對(duì)羅氏線圈電流互感器二次側(cè)電流進(jìn)行整流后，并聯(lián)采樣電阻，通過(guò)采樣電阻兩端電壓便能反映穿過(guò)羅氏線圈中心導(dǎo)體中的電流，即加熱器的工作電流，電流監(jiān)測(cè)原圖圖如附圖1。
[0022](2)電流電壓信號(hào)綜合處理:
[0023]通過(guò)微型變壓器和整流模塊，將加熱器工作電壓轉(zhuǎn)換為5V直流電壓，將此電壓作為信號(hào)處理電路的電源電壓。當(dāng)二次側(cè)有電壓時(shí)，判定加熱器源電壓存在。
[0024]設(shè)計(jì)閾值電壓比較電路，當(dāng)羅氏線圈的輸出電壓大于閾值電壓的時(shí)候，判定加熱器正常工作；當(dāng)羅氏線圈的輸出電壓小于閾值電壓的時(shí)候，判定加熱器故障。電流電壓信號(hào)綜合處理電路原理圖如附圖2。電流電壓綜合處理邏輯圖如圖3所示。
[0025]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0026]1、本方法解決了運(yùn)維人員對(duì)端子箱內(nèi)加熱器巡視難度大的問(wèn)題，有效地監(jiān)控開關(guān)柜內(nèi)加熱器的健康狀況，避免開關(guān)柜內(nèi)因凝露而造成的二次短路，甚至重大事故發(fā)生。
[0027]2、本方法原理簡(jiǎn)單，不影響原加熱器的正常工作。能夠指示加熱器工作、故障、停用三種狀態(tài)，方便了運(yùn)維人員巡視，保障了開關(guān)柜健康無(wú)故障的運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為羅氏線圈對(duì)導(dǎo)體中電流的采集原理圖；
[0029]圖2為電流電壓信號(hào)綜合處理電路原理圖；
[0030]圖3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)邏輯原理圖；
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0032]一種開關(guān)柜內(nèi)加熱器在線監(jiān)測(cè)方法，將羅氏線圈電流互感器I安裝在開關(guān)柜加熱器的電源線路2上，即將電源線路穿過(guò)電流互感器。在電流互感器二次測(cè)并聯(lián)整流模塊3，在整流模塊后面連接平波電容器4和采樣電阻5以及工作指示發(fā)光二極管6，并將采樣電阻兩端電壓作為羅氏線圈輸出電壓V:。
[0033]在加熱器工作電源線上并聯(lián)微型變壓器及其整流模塊7，將加熱器工作電壓轉(zhuǎn)換為5V直流電壓。將此電壓作為閾值電壓比較電路8的電源電壓，且在電壓輸出后并聯(lián)可調(diào)電阻9，作為閾值參考電壓Vset。比較電路輸入羅氏線圈的輸出電壓V1、和閾值參考電壓Vset，當(dāng)羅氏線圈輸出電壓大于閾值電壓的時(shí)候，判定加熱器正常工作；當(dāng)羅氏線圈的輸出電壓小于閾值電壓的時(shí)候，判定加熱器故障。故障信號(hào)通過(guò)故障指示發(fā)光二極管10顯示。
[0034]本方法利用電流互感器對(duì)加熱器的工作電流進(jìn)行變換，并從加熱器工作電源中汲取能量，通過(guò)工作指示發(fā)光二極管和故障指示發(fā)光二極管的亮與暗判斷加熱器工作、故障兩種狀態(tài)。從而有效地監(jiān)控加熱器的健康狀況，避免開關(guān)柜內(nèi)因凝露而造成重大事故的發(fā)生。
[0035]所述的在線故障監(jiān)測(cè)裝置存在故障時(shí)，不影響原加熱器的正常運(yùn)行。
[0036]本發(fā)明經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，完全符合《國(guó)家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程(變電部分)》中的要求，可在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。
[0037]以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種開關(guān)柜加熱器故障在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于:將開關(guān)柜加熱器的電源線路穿過(guò)羅氏線圈電流互感器，在電流互感器二次測(cè)并聯(lián)整流模塊，整流模塊依次連接平波電容器、采樣電阻、工作指示發(fā)光二極管，將采樣電阻兩端電壓作為羅氏線圈輸出電壓VI; 在加熱器工作電源線上并聯(lián)微型變壓器及其整流模塊，微型變壓器及整流模塊連接一電壓比較電路，微型變壓器及整流模塊將加熱器工作電壓轉(zhuǎn)換為5V直流電壓，并將此電壓作為電壓比較電路的電源電壓，在直流電壓輸出后并聯(lián)一可調(diào)電阻，作為閾值參考電壓Vset； 在比較電路輸入羅氏線圈電流互感器的輸出電壓V1、和閾值參考電壓Vset，當(dāng)羅氏線圈電流互感器的輸出電壓大于閾值參考電壓的時(shí)候，判定加熱器正常工作；當(dāng)羅氏線圈電流互感器的輸出電壓小于閾值參考電壓的時(shí)候，判定加熱器故障，故障信號(hào)通過(guò)故障指示發(fā)光二極管顯示。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)柜加熱器故障在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于:羅氏線圈電流互感器為穿心式電流互感器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種開關(guān)柜加熱器故障在線監(jiān)測(cè)方法，該發(fā)明以羅氏線圈型電流互感器為核心，通過(guò)羅氏線圈電流互感器監(jiān)測(cè)加熱器的電流，將加熱器一次電流變換為二次小電壓，從而獲得加熱器工作的電流信號(hào)；通過(guò)微型變壓器和整流模塊，將加熱器工作電壓轉(zhuǎn)換為二次直流小電壓，從而獲得加熱器工作電壓信號(hào)，同時(shí)該電壓作為后續(xù)電路電源；將電壓與電流信號(hào)綜合處理，并用LED發(fā)光二極管顯示，從而反映加熱器工作、故障兩種狀態(tài)，解決開關(guān)柜內(nèi)加熱器故障監(jiān)測(cè)困難的問(wèn)題。
【IPC分類】G01R31/00
【公開號(hào)】CN105676034
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610119013
【發(fā)明人】辛?xí)曰? 王建慧
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)天津市電力公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年3月2日