[实用新型]一种预测继电保护装置剩余寿命的电源检测电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及继电保护装置，技术领域属工业控制，具体涉及的是一种预测继电保护装置剩余寿命的电源检测电路。

背景技术

继电保护装置是确保电网和电力设备安全的重要保障。继电保护装置的可靠性对供电可靠性、供电设备和人员的安全都具有及其重要的意义。

实践证明继电保护装置的可靠性和装置电源的可靠性具有很强的相关性，装置电源的失效是导致继电保护装置故障的一个重要原因。为了维护继电保护装置良好的工作状况，电网运行人员普遍采取了定期检修的机制。但是，长期以来，因为无法在线获取电源模块的实际健康状态，对装置电源的检修一直存在着“欠检修”和“过检修”两种不理想的状况。“欠检修”导致寿命即将终止的装置电源得不到更换，非常容易引起装置故障；“过检修”增加了停电检修的次数，同时也造成了投资的浪费。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种便于预测整个继电保护装置电源剩余寿命的电源检测电路，实现继电保护装置电源模块的状态监测和状态检修；提高了继电保护装置的可靠性，降低了维护成本。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

一种预测继电保护装置剩余寿命的电源检测电路，其包括电源模块、背板总线和CPU模块，所述电源模块通过背板总线连接CPU模块，所述电源模块包括电解电容、用于检测电解电容环境温度的采集模块、与采集模块线连接的电流采样运算放大电路以及用于存储电解电容状态信息的存储器，所述电流采样运算放大电路串联在电源模块的输出回路上，所述采集模块和存储器均与CPU模块相连接；其通过铝电解电容剩余寿命预测数学模型来实时估算电源模块的剩余寿命，在剩余寿命数值达到报警门槛时给出报警信息，提示维护人员进行检修更换。

所述电解电容与CPU模块连接的电路上还设置有电流采样电阻，所述电流采样运算放大电路连接电流采样电阻的两端，并与电流采样电阻组成负载电流测量电路。

根据上述一种预测继电保护装置剩余寿命的电源检测电路，其中，所述采集模块采用的是半导体温度传感器或ADC集成芯片（模数转换器）。

根据上述一种预测继电保护装置剩余寿命的电源检测电路，其中，所述采集模块和存储器均通过I²C总线与CPU模块相连接，上述背板总线上以及存储器上均设置有I²C接口；所述CPU模块通过背板总线上的I²C接口读取电源模块上的温度采样值；同时，电源模块的累计工作时间数据通过I²C接口的存储器上，所述存储器并将累计工作时间数据输送给CPU模块，供其读取。

根据上述一种预测继电保护装置剩余寿命的电源检测电路，其中，所述存储器采用的是EEPROM芯片。

根据上述一种预测继电保护装置剩余寿命的电源检测电路，其中，所述电解电容状态信息为剩余寿命数值信息和初始温度值信息，所述CPU模块通过建立电解电容温度T和剩余寿命L_r的数学模型估算出电源模块的剩余寿命数值（按小时计算），并将这个剩余寿命数值写入电源模块的存储器内。

根据上述一种预测继电保护装置剩余寿命的电源检测电路，其中，上述数学模型的计算公式为： 

  (1)

         (2)

             (3)；

式中，为剩余寿命；为额定寿命，通过电容器规格书获取；为最高使用温度，通过电容器规格书获取；为最大容许纹波电流时所规定的纹波发热，通过测试获取；为电容器所处环境温度，通过温度传感器在线实测获取；为电容器表面温度，通过环境温度推算获取；为实际纹波造成的温升，由式(2)计算获得；为额定最大纹波电流，通过电容器规格书获取；：实际纹波电流，通过电源设计参数计算获取；为电容器散热因子，与电容器尺寸相关，为常数。

当电源模块剩余寿命减少至报警门槛值时，CPU模块通过人机界面和报文通信给出报警信息，提示运行维护人员进行检修更换。

本实用新型根据电解电容剩余寿命预测数学模型来实时估算电源模块的剩余寿命，在剩余寿命数值达到报警门槛时给出报警信息，提示维护人员进行检修更换，其电路简单，整体方案成本低，数据通信总线简单，可靠性高，实用性强，占用资源少，提高了继电保护装置的可靠性，降低了维护成本。并且 无需专门配置专用处理器进行计算，借用继电保护装置必备的CPU模块即可；其实现继电保护装置电源模块的状态监测和状态检修。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

   图1为本实用新型的原理框图。