一種電力系統(tǒng)母線過熱及元件故障的在線監(jiān)測與保護裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力系統(tǒng)母線過熱及元件故障的在線監(jiān)測與保護裝置，特指帶有母線過熱及元件故障在線監(jiān)測與保護功能的大功率電力系統(tǒng)裝置。尤其適應于高壓、大電流輸配電及電力電子功率變換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在一股的大功率電力系統(tǒng)設(shè)備中，高壓載流母線等重要設(shè)備在長期的運行過程中會出現(xiàn)冷卻系統(tǒng)故障、接觸部位表面氧化腐蝕、緊固螺絲松動、負荷過大、相間短路等問題，導致接觸電阻增大，而隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，其負荷也越來越大，這些都容易引起母線的溫升過高，如果得不到及時解決將使絕緣部件性能降低，甚至導致?lián)舸斐蓯盒允鹿?，從而造成重大?jīng)濟損失。由于現(xiàn)有母線過熱故障測試手段多采用間接方法，如強迫風冷系統(tǒng)中測量風道內(nèi)的風壓及風速、液體冷卻系統(tǒng)中檢測冷卻液的溫度及流量等，使得很多熱故障不能在溫度超限前被及時發(fā)現(xiàn)，特別在開關(guān)柜和封閉母線內(nèi)，溫度超限點的問題更不易發(fā)現(xiàn)，再加上大功率電氣設(shè)備一股都處于高電壓、大電流和強磁場的環(huán)境中，這給母線實時檢測以及及時反應帶來很大困難。此外元件故障對整個裝置的危害可能是致命的。近年來，在電廠和變電站已經(jīng)發(fā)生多起母線過熱事件，造成火災和大面積停電事故，解決母線開關(guān)過熱是杜絕此類事故發(fā)生的關(guān)鍵，實現(xiàn)電力系統(tǒng)母線過熱及元件故障的在線監(jiān)測與保護是保證高壓設(shè)備安全運行的重要手段。若能對電力系統(tǒng)高壓母線的溫度及元件的故障進行實時檢測，將會極大地提高電力系統(tǒng)裝置運行的可靠性、安全性。工程上需要對某些重要的帶電母線的關(guān)鍵點進行實時溫度監(jiān)控，如電力系統(tǒng)裝置中的元件母線，即電力電子器件的散熱器，一旦元件母線溫度過高就意味著電力電子器件的結(jié)溫超過其額定，若不及時保護將導致電力電子器件的熱擊穿，尤其在多個電力電子器件共用(多元件串聯(lián)或并聯(lián))一條元件母線情況下，元件母線過溫意味著這一母線上所有元件的存在熱擊穿危險，導致事故的擴大。
[0003]中國專利公告號:97232241，“一種配電母線超溫警示器”通過與電源電路串接的溫度檢測電路來檢測母線溫度變化，當母線溫度超過設(shè)定值時，通過開關(guān)電路開通報警裝置，但它缺少對整個電力系統(tǒng)裝置的有效的保護環(huán)節(jié)。近20年來，非接觸紅外測溫技術(shù)在設(shè)備在線故障診斷和安全保護方面迅速發(fā)展。該技術(shù)利用光學系統(tǒng)匯集其視場內(nèi)的目標紅外輻射能量，紅外輻射能量聚焦在光電探測器上，并轉(zhuǎn)換為相應的電信號。該信號再經(jīng)換算轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標的溫度值。但該方法測得的不是物體表面溫度的真實值，要獲取真實值，則必須知道物體的發(fā)射率，而發(fā)射率(黑度系數(shù))不易在線測量，且易隨表面狀態(tài)改變而改變。該技術(shù)不穩(wěn)定，除受到發(fā)射率的影響外，還受到其他諸多因素如環(huán)境溫度，灰塵，煙霧，蒸汽，噪聲，電磁場，震動等影響，因而可靠性較差。為解決上述因素對測量結(jié)果的影響，紅外測溫儀在結(jié)構(gòu)上更加精細、復雜，這樣安裝調(diào)試難度以及成本都將大大增加。本項目僅僅通過溫度繼電器便能獲得準確及時的母線溫度信息，且成本低、安裝調(diào)試簡單，因而實用可行?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0004]針對上述問題的不足，本實用新型根據(jù)當前電力系統(tǒng)的實際情況及需要，研宄的電力系統(tǒng)母線過熱及元件故障的在線監(jiān)測與保護裝置實現(xiàn)了對觸點溫度的實時監(jiān)測、高溫報警，能及時監(jiān)測各高壓電柜的工作運行情況，提高電力設(shè)備的運行安全性。
[0005]為了實現(xiàn)本實用新型的目的，本實用新型的技術(shù)方案為:
[0006]一種電力系統(tǒng)母線過熱及元件故障的在線監(jiān)測與保護裝置，包括電源模塊、隔離巡檢模塊、驅(qū)動和保護模塊，所述隔離巡檢模塊連接驅(qū)動和保護模塊；
[0007]所述電源模塊用于為隔離巡檢模塊、驅(qū)動和保護模塊提供15V直流電壓；
[0008]所述隔離和巡檢模塊一方面用于對信號的隔離，另一方面為信號隔離變壓器提供一定頻率的互補巡檢信號，由帶中心抽頭的信號隔離變壓器T1、T2，多諧振蕩器和達林頓管組成；所述多諧振蕩器連接達林頓管，所述達林頓管連接信號隔離變壓器Tl、Τ2 ;所述驅(qū)動和保護模塊用于監(jiān)測信號隔離變壓器中心抽頭上的電壓變化，并保護電力系統(tǒng)的母線及其元件；由電壓比較器、開關(guān)管Q1、Q2、Q3、電磁繼電器D11、電阻和電容組成，電壓比較器的一端通過電阻連接到NPN型開關(guān)管Q3的基極，開關(guān)管Q3的發(fā)射極通過LED3、LED4連接到電磁繼電器DlI的輸入端，電壓比較器的兩路輸出分別與開關(guān)管Ql和Q2連接，兩個開關(guān)管Ql和Q2的集電極均與電磁繼電器Dl I連接。
[0009]進一步，所述隔離和巡檢模塊通過一路脈沖實現(xiàn)對兩個信號隔離變壓器Tl、T2的脈沖輸入。
[0010]進一步，所述隔離和巡檢模塊還包括兩個穩(wěn)壓管D2和D3，穩(wěn)壓管D2和D3的陽極接地，陰極分別與達林頓管相連。
[0011]進一步，所述達林頓管選用ULN2003。
[0012]進一步，所述多諧振蕩器選用集成電路NE556。
[0013]進一步，所述電壓比較器選用LM339。
[0014]本實用新型具有的有益效果為:本實用新型根據(jù)當前電力系統(tǒng)的實際情況及需要，研宄的電力系統(tǒng)母線過熱及元件故障的在線監(jiān)測與保護裝置實現(xiàn)了對觸點溫度的實時監(jiān)測、高溫報警，能及時監(jiān)測各高壓電柜的工作運行情況，提高電力設(shè)備的運行安全性。本實用新型提出了一種電力系統(tǒng)母線過熱及元件故障在線監(jiān)測與保護裝置，在不影響電力系統(tǒng)裝置正常工作的前提下，只需將信號隔離變壓器次級線圈的P2、P3端子緊貼于被測母線表面的溫度繼電器上以及驅(qū)動與保護電路的5端連接與微動開關(guān)串聯(lián)的電阻，便可以對大功率電力系統(tǒng)裝置的母線及其工作元件進行在線監(jiān)測和保護。
【附圖說明】
[0015]圖1為整體電路結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖2電源模塊的邏輯電路圖。
[0017]圖3隔離和巡檢模塊的邏輯電路圖。
[0018]圖4驅(qū)動和保護模塊的邏輯電路圖。
[0019]圖5為本實用新型的整體原理邏輯電路圖。
【具體實施方式】
[0020]接下來結(jié)合附圖和具體實例對本實用新型作進一步說明。
[0021]如圖1-5所示，本實用新型包括三個部分，電源模塊、隔離和巡檢模塊、驅(qū)動和保護模塊，所述電源模塊為隔離和巡檢模塊、驅(qū)動和保護模塊供電，所述隔離和巡檢模塊連接驅(qū)動和保護模塊；所述電源模塊由二極管橋式整流電路、反激變換器、光電耦合器、穩(wěn)壓芯片、三端離線PWM開關(guān)及相關(guān)的電容、電阻構(gòu)成。輸出15V直流電壓；隔離和巡檢模塊由帶中心抽頭的信號隔離變壓器、穩(wěn)壓管、集成電路(NE556)和ULN2003達林頓管組成。實現(xiàn)通過一路脈沖對兩個信號隔離變壓器的脈沖輸入。通過兩個穩(wěn)壓管實現(xiàn)對兩路脈沖的穩(wěn)壓；驅(qū)動和保護模塊由電壓比較器LM339、開關(guān)管、電磁繼電器和相關(guān)的電容、電阻組成，用于檢測信號隔離變壓器中心抽頭上的電壓變化以控制電磁繼電器的跳閘，保護電力系統(tǒng)的母線及其元件。通過一個電磁繼電器實現(xiàn)對兩路母線的過熱檢測和保護。隔離和巡檢模塊中的信號隔離變壓器的中心抽頭的輸出端與驅(qū)動和保護模塊的輸入端相連。
[0022]本實用新型提出了一種電力系統(tǒng)母線過熱及元件故障在線監(jiān)測與保護裝置，在不影響電力系統(tǒng)裝置正常工作的前提下，只需將信號隔離變壓器次級線圈的P2、P3端子緊貼于被測母線表面的溫度繼電器上以及驅(qū)動與保護電路的5端連接與微動開關(guān)串聯(lián)的電阻，便