[发明专利]一种基于IEC61850的断路器机械特性状态监测装置

说明书

技术领域

本发明属于电力系统状态监测领域，具体涉及一种采用IEC61850完成断路器机械特性状态监测的方法。

背景技术

我国电网在“十二五”期间继续保持快速发展，新建、扩建、改造变电站数以千计，这为智能电网的研究、建设和发展提供了广阔的舞台。智能变电站及智能高压设备技术就是在这样的背景下提出来的。

智能化变电站以智能一次设备和统一信息平台为基础，通过采用先进的传感器、电子、信息、通信、控制、人工智能等技术，实现变电站设备的远程监控、程序化自动运行控制、设备状态检修、运行状态自适应、智能分析决策、网络故障后的自动重构以及与调度中心信息的灵活交互，实现了一二次设备的智能化，运行管理的自动化。智能设备是附加了智能组件的高压设备，智能组件通过状态感知和指令执行元件，实现状态的可视化、控制的网络化和自动化，为智能电网提供最基础的功能支撑。

智能高压一次设备是智能电网建设的重要装备，也是一次设备未来技术发展的方向。智能高压一次设备由高压一次设备本体和智能组件组成，具有测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化和信息互动化的特征，集成了过程层和间隔层的部分功能，具备测量、控制、保护、计量、检测中的全部和部分功能。

高压断路器是电力系统一次设备中检修、维护工作量最大的设备，据相关统计，大多数的维护费用花在开关上，且多半是花费在定期检修上。目前高压一次设备并没有完全智能化，存在如下缺点：

1）断路器长时间运行，操动机构、电机机械故障检查困难，定期检修费用大，效率低；

2）运行管理部门不能随时掌握变电站重要设备运行情况，存在安全隐患；

3）传统意义上的在线监测信息不统一、通信协议不标准，通信方式多样化，监测系统、设备厂商多样化，用户及系统界面不统一，成为一个个信息孤岛，无法进行信息互动及高级应用；

4）为了解决互操作问题，不同厂商大多采用规约转换装置，增加建设费用，而且信息转换环节的增加会造成信息损失；

5）对于多种传感器的不同接口，配置复杂，工程实施困难，维护工作量大。

基于以上几点不足，即影响一次设备智能化技术发展水平，又存在安全隐患。

因此，需要寻求一种方法来解决此问题。本发明提出的基于IEC61850的断路器机械特性状态监测方法，弥补了上述几点不足，智能组件设备以高可靠性、丰富的接口设备，做到通信标准化，工程实施免维护化，通过就地诊断功能，为高压设备状态监测提供技术基础，实时采集一次设备状态信息，为状态检修提供参考依据，使之代替定期检修，大大提高高压一次设备的利用率及寿命，能及时发现电力设备的安全隐患，预防事故发生，保证供电的可靠性，避免因停电检修所造成的损失，节约预防性定期检修的费用。这是在传统断路器基础上对智能断路器所做的新的尝试。

发明内容

为了解决传统断路大的智能化的问题，解决排除断路器操动机构、电机机械故障问题，本发明公开了一种断路器机械特性状态监测装置。

本发明具体采用以下技术方案：

一种基于IEC61850的断路器机械特性状态监测装置，所述监测装置包括操动机构监测组件、信息管理组件、SV组件、直流监测组件、485监测组件、开出组件、开入组件、指示灯组件，各组件之间以及各组件和信息管理组件之间通过所述监测装置内部CAN网、高速串口和/或对时总线连接；其特征在于：

操动机构监测组件包括数据采集CPU和分析诊断CPU，其中数据采集CPU连接行程传感器、电流传感器和断路器的辅助节点相连，用于完成断路器行程信号、电流信号、位置信号的同步采集，形成原始采样值，通过共享内存方式与分析诊断CPU进行通信，分析诊断CPU实时分析采样值，形成诊断报告；

直流监测组件与温度、湿度传感器相连，采集反映断路器运行工况的温度和湿度信号；

所述开入组件连接远方复归开入信号、装置检修开入信号、储能状态开入信号，用于监测断路器操作机构的储能状态和检修状态；

所述SV组件接收来自合并单元的SV采样报文，实现断路器主回路电流监测功能；

485监测组件分别与控制回路电压传感器和断路器操作计数器相连，完成控制回路电压和断路器操作次数数字信号采集；

所述信息管理组件还具备以太网口，通过IEC61850协议与在线监测后台连接，将分相断路器行程曲线进行整合，对各监测组件进行配置管理；

所述信息管理组件控制所述开出组件向告警节点输出断路器操动机构告警信号，以驱动户外柜的指示灯牌；