高壓斷路器在線監(jiān)測系統(tǒng)

1、高壓斷路器在線監(jiān)測系統(tǒng)1.1 系統(tǒng)簡介 北京九為安泰科技有限公司高壓斷路器在線監(jiān)測系統(tǒng)采用先進(jìn)的傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)與在線監(jiān)測技術(shù)，可實現(xiàn)對高壓斷路器運行狀態(tài)、動作過程的實時在線監(jiān)測；實現(xiàn)對操動機(jī)構(gòu)和儲能機(jī)構(gòu)的故障診斷；實現(xiàn)對觸頭電壽命的綜合分析，進(jìn)而對高壓斷路器存在的拒動、誤動等隱患進(jìn)行預(yù)警，為高壓斷路器的狀態(tài)檢修提供充分的依據(jù)。高壓斷路器在線監(jiān)測系統(tǒng)能對斷路器的開斷電流與開斷次數(shù)、分閘線圈電流、合閘線圈電流、分合閘控制電源電壓、儲能電機(jī)電流、儲能電機(jī)電源電壓、斷路器輔助接點、儲能系統(tǒng)輔助接點、觸頭行程以及機(jī)械振動等重要狀態(tài)信息進(jìn)行在線監(jiān)測，適用于不同220kV 10kV 電壓等級的SF

2、6及真空高壓斷路器，能同時對一個變電站內(nèi)多臺斷路器進(jìn)行實時監(jiān)測與診斷，監(jiān)測數(shù)據(jù)可遠(yuǎn)程上傳。系統(tǒng)采用傳感器體外安裝方式，無需更改運行中高壓斷路器的機(jī)械部件及控制系統(tǒng)接線，對高壓斷路器運行無影響，安全可靠，能夠有效地提高對高壓斷路器的監(jiān)測和管理水平。1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖高壓斷路器在線監(jiān)測系統(tǒng)采用分層、分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)如圖所示，系統(tǒng)包括主站系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、分布式監(jiān)測裝置三部分。分布式監(jiān)測裝置又稱下位機(jī)，由單片微機(jī)系統(tǒng)組成，安裝在各監(jiān)測斷路器處，主要完成斷路器各電氣參數(shù)、機(jī)械參數(shù)的數(shù)據(jù)采集，并通過通訊系統(tǒng)總線，按照特定的通信規(guī)約將數(shù)據(jù)上傳給主站系統(tǒng)。通信系統(tǒng)基于485總線和以太網(wǎng)，用于下

3、位機(jī)與主站系統(tǒng)的通訊聯(lián)絡(luò)。主站系統(tǒng)主要完成與下位機(jī)的通訊、數(shù)據(jù)的分析處理、運行參數(shù)波形曲線的顯示、報表的顯示打印、綜合診斷分析、下位機(jī)的監(jiān)視等功能。主站系統(tǒng)軟件層次結(jié)構(gòu)如下圖所示。串口通信驅(qū)動負(fù)責(zé)硬件層收發(fā)串口數(shù)據(jù)，101協(xié)議驅(qū)動負(fù)責(zé)鏈路層通信過程控制及數(shù)據(jù)幀收發(fā)，用戶數(shù)據(jù)驅(qū)動負(fù)責(zé)各子站用戶數(shù)據(jù)的交換，并同數(shù)據(jù)庫及顯示操作界面交互，參數(shù)計算驅(qū)動負(fù)責(zé)進(jìn)行各參數(shù)計算并同數(shù)據(jù)庫及顯示操作界面交互。 軟件層次結(jié)構(gòu)1.3 系統(tǒng)功能1、對斷路器操動機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測和診斷。1）、監(jiān)測量：（1）斷路器合、分閘線圈電流；（2）分合閘控制電源電壓；（3）斷路器動作過程機(jī)械振動；（4）斷路器動作行程；（5）斷路器輔助接

4、點動作。2）、診斷分析與預(yù)警、報警（1）斷路器動作過程特征參數(shù)計算（合閘時間、分閘時間、同期性、分合閘行程、超行程、分合閘速度、振動局部能量最大值等）；（2）斷路器動作過程特征參數(shù)趨勢分析；（3）斷路器動作記錄及統(tǒng)計；（4）斷路器動作過程特征參數(shù)越限預(yù)警；（5）斷路器動作故障報警。2、對斷路器觸頭電壽命進(jìn)行監(jiān)測和診斷。1）、監(jiān)測量：（1）斷路器開斷電流、開斷次數(shù)；2）、診斷分析與預(yù)警、報警（1）斷路器電壽命計算（電磨損、i 2dt ）； （2）斷路器電壽命（觸頭磨損）趨勢分析；（3）斷路器電壽命參數(shù)越限報警。3、對斷路器儲能機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測和診斷。1）、監(jiān)測量：（1）儲能機(jī)構(gòu)工作電流、動作時間；（

5、2）儲能電機(jī)電源電壓。2）、診斷分析與預(yù)警、報警（1）儲能動作過程特征參數(shù)計算（儲能時間、動作次數(shù)等）；（2）儲能動作過程特征參數(shù)趨勢分析；（3）儲能機(jī)構(gòu)動作過程特征參數(shù)越限預(yù)警；（4）儲能機(jī)構(gòu)故障報警。1.4 對高壓斷路器常見故障的診斷方法1、操動機(jī)構(gòu)部分1）、常見故障：分合閘控制電源故障，分閘線圈、合閘線圈損壞，機(jī)械部件損壞，機(jī)構(gòu)卡滯等，造成高壓斷路器拒動、誤動、動作性能下降等。2）、診斷方法：通過分合閘控制電源電壓，分析分合閘控制電源是否存在故障。通過分閘線圈電流、合閘線圈電流、分合閘控制電源電壓，分析分閘線圈、合閘線圈是否存在損壞。通過斷路器輔助接點、觸頭行程、機(jī)械振動，分析分合閘時間

6、、同期性、分合閘速度等，判斷機(jī)械部件是否有損壞，機(jī)構(gòu)是否有卡滯等。2、斷路器觸頭部分1）、常見故障：觸頭機(jī)械磨損、電磨損，造成高壓斷路器開斷性能下降、甚至無法開斷等。2）、診斷方法：通過斷路器開斷電流和開斷次數(shù)，判斷斷路器觸頭電壽命。3、儲能機(jī)構(gòu)部分1）、常見故障：儲能電機(jī)損壞，儲能電機(jī)電源故障，機(jī)械部件損壞，機(jī)構(gòu)卡滯等，造成高壓儲能電機(jī)拒動、無法儲能等。2）、診斷方法：通過儲能電機(jī)電源電壓，分析儲能電機(jī)電源是否存在故障。通過儲能電機(jī)電流，分析儲能電機(jī)線圈是否存在損壞。通過儲能機(jī)構(gòu)輔助接點，分析儲能機(jī)構(gòu)的機(jī)械部件是否有損壞，機(jī)構(gòu)是否有卡滯等。 斷路器操動機(jī)構(gòu)部分、儲能系統(tǒng)部分、斷路器觸頭部分的故障，都可能造成高壓斷路器拒動、誤動、動作性能下降等整體故障。1.5 高壓斷路器在線監(jiān)測系統(tǒng)配置方案z 在線監(jiān)測系統(tǒng)主站軟件 一套；z 標(biāo)準(zhǔn)屏 一臺；z 工控機(jī) 一臺； z 485通訊模塊、通訊線(兩芯雙絞線及附件。系統(tǒng)主站安裝在變電站主控室內(nèi)，如下圖。 斷路器監(jiān)測裝置輸入量配置表：z 分閘線圈電流在線監(jiān)測 1路； z 合閘線圈電流在線監(jiān)測 1路；開斷電流在線監(jiān)測 儲能電機(jī)電流在線監(jiān)測 行程信號在線監(jiān)測 斷路器