高壓斷路器在線監(jiān)測及故障診斷方法分析

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯高壓斷路器在線監(jiān)測及故障診斷方法分析 高壓斷路器指的是額定電壓3kv以上的斷路器，其具有良好的滅弧結(jié)構(gòu)和斷流力量，能夠依據(jù)需要掌握電路的通斷以及依據(jù)電氣設(shè)備的負載電流狀況使電氣設(shè)備投入或退出運行，此外，高壓斷路器還能夠同繼電愛護裝置一同工作，切斷電網(wǎng)系統(tǒng)中的故障部分，防止電力事故進一步集中。高壓斷路器可以依據(jù)滅弧介質(zhì)和方法分為油斷路器、sf6斷路器、10kv真空斷路器、壓縮空氣斷路器、磁吹斷路器。其中油斷路器在我國電力系統(tǒng)中的應(yīng)用最為廣泛，sf6斷路器主要應(yīng)用在超高壓電力系統(tǒng)中，10kv真空斷路器的額定電壓為12kv，具有重量輕、體積小、平安的優(yōu)點，主要應(yīng)用

2、在操作頻繁的場所，壓縮空氣斷路器具有滅弧力量強、速度快的優(yōu)點。目前，為了削減高壓斷路器的故障，滅弧的方式多為無油或少油，將來隨著科技的進展，10kv真空斷路器將得到進一步完善，在高電壓電力系統(tǒng)運營中發(fā)揮更大的作用。 1、高壓斷路器故障診斷方法 高壓斷路器故障的診斷方法主要有三種： 1.1基于解析模型的方法該方法實施的前提是要構(gòu)建適合該系統(tǒng)的殘差模型，借助模型獲得殘差，并依據(jù)準則對這些殘差進行分析，從而對設(shè)備故障進行識別和確認。但是由于診斷對象多為大型的電力系統(tǒng)，而模型的建立往往存在肯定的誤差，因此該方法并不適用于非線性系統(tǒng)。 1.2基于學(xué)問的方法該方法不需要精確的模型，是一種基于建模處理和信號

3、處理的高級診斷形式，依據(jù)方法細節(jié)的區(qū)分，可以將該方法分為基于癥狀的診斷方法和基于定性模型的診斷方法，克服了傳統(tǒng)方法在大型電力系統(tǒng)故障診斷中的弊端，但是依舊存在部分缺陷。 1.3基于信號處理的方法該方法利用數(shù)值計算，將傳感器采集得到的數(shù)據(jù)進行處理，依據(jù)處理結(jié)果分析故障類型，是目前較為常用的故障診斷方法。 2、在線監(jiān)測與故障診斷的過程 在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)分為信號變送、數(shù)據(jù)采集、處理和診斷三個子系統(tǒng)。首先，信號變送系統(tǒng)中包含電氣設(shè)備和傳感器，傳感器的主要作用是采集物理信號并將其轉(zhuǎn)化為后續(xù)系統(tǒng)可以識別的電信號；其次，數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理系統(tǒng)包括信號預(yù)處理模塊和數(shù)據(jù)采集模塊，能夠?qū)鞲衅鬏斔偷碾娦盘栠M行

4、放大、濾波、隔離等處理，以利于信號采集模塊對這些信號進行測量；最終，經(jīng)過測量的數(shù)據(jù)信息通過數(shù)據(jù)傳送模塊傳遞到主掌握室進行數(shù)據(jù)的進一步處理與推斷，做平滑處理提高信噪比，并依據(jù)處理后的數(shù)據(jù)推斷設(shè)備故障發(fā)生的位置。 3、高壓斷路器在線監(jiān)測的主要參數(shù) 3.1分合閘線圈結(jié)構(gòu)的主要工作原理如下：當電路接通后，電磁鐵內(nèi)產(chǎn)生磁通，鐵芯在磁力作用下發(fā)生位置變化，接通操作回路，進而實現(xiàn)對高壓斷路器的間接操作。分合閘線圈的特別結(jié)構(gòu)打算了電流波形隱蔽著豐富的信息，通過對波形的監(jiān)測和分析能夠推斷分合閘電路的狀態(tài)，從而對整個高壓斷路器的性能進行預(yù)判。例如，依據(jù)鐵芯的行程以及鐵芯是否卡澀能夠推斷高壓斷路器的操作機構(gòu)的運行狀

5、態(tài)，進而推斷故障發(fā)生的緣由。 3.2儲能電機電流信號高壓斷路器中彈簧操作機構(gòu)最核心的部件是儲能彈簧，對高壓斷路器故障的診斷需要獵取儲能彈簧內(nèi)部的力學(xué)性質(zhì)參數(shù)，但是很明顯直接進行測量力的大小是不切實際的，因此需要通過分析儲能電機的電流波形來檢測推算儲能彈簧的狀態(tài)是否正常。 3.3溫度信號在電力系統(tǒng)中，溫度信號對故障的推斷和檢測而言更具直觀性。電流經(jīng)過導(dǎo)體會產(chǎn)生熱量導(dǎo)致局部溫度上升，溫度上升的后果是電路連接處氧化加劇，使得接觸電阻進一步加大，溫度持續(xù)上升，可能帶來絕緣件損壞或擊穿的事故，因此需要對高壓斷路器內(nèi)部的溫度進行監(jiān)測，準時實行措施降低溫度，保證斷路器穩(wěn)定工作。 4、高壓斷路器在線監(jiān)測及故障

6、診斷系統(tǒng)的設(shè)計 一套完整的在線監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)需要包含傳感器、信號調(diào)理及采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理四個單元，設(shè)計人員在設(shè)計的過程中，需要依據(jù)電力系統(tǒng)的特點，選擇合適的組件。首先，傳感器包括溫度傳感器和電流傳感器，溫度傳感器主要選用鉑電阻，能夠在中低溫區(qū)使用，在電流傳感器的選擇方面，需要測量開斷電流時選擇基于霍爾效應(yīng)原理的開環(huán)測量模塊，需要測量分合閘線圈電流時選擇基于霍爾閉環(huán)原理的測量模塊。數(shù)據(jù)傳輸單元采納GPRS無線傳輸模塊向上機位傳送數(shù)據(jù)，傳輸結(jié)構(gòu)可以采納點對點的方式，當系統(tǒng)中包含多臺高壓斷路器時，也可以采納星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。信號調(diào)理及采集單元中主要采納plc遠程采集方法，PLC具有較強的抗干擾力量和較高的精度，能夠在高壓斷路器四周工作，此外，還可以采納NIM系列基于PCI總線的采集卡，相比于PLC采集，能夠大大提高數(shù)據(jù)的采集、傳輸效率。數(shù)據(jù)處理單元主要完成對采集得到數(shù)據(jù)進行處理和分析，從中提取有用的信息作出高壓斷路器故障的診斷，同時，數(shù)據(jù)處理單元中往往還包含故障數(shù)據(jù)庫，為今后數(shù)據(jù)的識別和專家系統(tǒng)的建立供應(yīng)關(guān)心。 高壓斷路器故障往往會導(dǎo)致泄漏故障、部件損壞、大面積停電等事故，因此建立實時的在線監(jiān)測及故障診斷