断路器合闸储能弹簧状态监测的研究.pdfVIP

2018 NO.22 科技创新导报 工 程 技 术 Science and Technology Innovation Herald DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2018.22.033 断路器合闸储能弹簧状态监测的研究① 钟宏乐 (中国南方电网超高压输电公司南宁局 广西南宁 530021) 摘 要：在电力系统中，为了确保断路器合闸储能弹簧可以保持稳定运行，文章提出了一款储能弹簧动态监测系统，并对其 监测系统、系统硬件设计、上位机控制系统进行了具体的研究，通过利用加速度传感器、压力传感器、电流互感器等对合 闸储能弹簧的动作行程、弹簧压力以及储能电机电流进行监测，得到了断路器储能弹簧的运行参数，最后对系统测试及 结果进行了分析，保证了断路器运行的稳定性。 关键词：断路器合闸 储能弹簧 压力传感器 中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)08(a)-0033-02 1 监测系统介绍 进行采集，最终上传至上位机。 1.1 弹簧操动机构动作过程及特征参数分析 在储能弹簧动态监测系统中，合闸储能弹簧的压力值 断路器不管是分闸动作还是合闸动作都需要一定的 通过压力传感器获取，在断路器工作过程中，应用加速传 动力，弹簧通过传动机构将动力传递给断路器，能量存储 感器获取合闸储能弹簧的加速度－时间曲线，将相关数据 由两个螺旋压缩弹簧实现，分别是合闸储能弹簧以及分闸 加以处理，最终得到合闸储能弹簧动作的行程－时间曲 储能弹簧，断路器有3个主要动作：合闸动作、分闸动作、 线。主传动轴的转速通过光电编码器获取，将相关数据加 储能动作。合闸动作实现的过程为：合闸线圈得电后触发 以处理最终转换为合闸行程曲线。各个传感器的输出值 合闸掣子动作，合闸弹簧会释放一定的能量，断路器才会 并不相同，通过A/D采集卡对其进行实时采集，将相关数 完成合闸动作，同时，合闸弹簧释放的能量会有一部分储 据上传至上位机，经过相关处理，可以实时地显示各个传 存在分闸弹簧中，为下一次分闸动作准备能量。和合闸动 感器的输出曲线，方便对合闸储能弹簧的状态和性能进行 作相似，分闸动作实现的过程为：分闸线圈得电后触发分 评估和分析[2] 。 闸掣子动作，分闸弹簧会有一定能量的释放，同时由压缩 2 系统硬件设计 状态变为伸长状态，断路器的动静触头也会因为弹簧状态 2.1 压力传感器的选择与安装位置的设计 的改变而互相分开，分闸动作完成。储能弹簧动态监测系 断路器在运行工作中，储能弹簧动态监测系统应用了 统的作用是检测断路器合闸储能弹簧是否处于正常状态， 螺旋形弹簧压力传感器监测弹簧压力，该弹簧压力传感器 实质就是对断路器储能动作以及合闸动作进行随时的监 测试精度≤1%F.S。量程为0~40000N，能对合闸弹簧的储 测。为了及时判断合闸储能弹簧的状态，需要随时对合闸 能压力进行精准的测量，且在测量过程中不容易受到周围 储能弹簧压力、储能电机电流进行监测。断路器在运行状 环境的影响。合闸储能弹簧一端需要凭借行程导杆和底板 态中，可以根据合闸储能弹簧的压力值对弹簧储能状态进 进行固定，另外一端需要固定到操动机构的铸铝机架，具 行评估，继而得出储能弹簧实际的出力，通过合闸行程曲 体如图1所示。 线可以对合闸储能弹簧的出力状态进行反应。通过储能电