002、高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測及評估診斷關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)用項(xiàng)目可研

可行性研究報(bào)告高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測及評估診斷關(guān)鍵項(xiàng)目名稱：技術(shù)研究應(yīng)用申請單位：起止時(shí)間：：通信地址：郵政編碼：聯(lián)系電話：傳真：申請日期：一、目的和意義隨著我國電力事業(yè)的迅速發(fā)展和電力自動(dòng)化系統(tǒng)的突飛猛進(jìn),電力系統(tǒng)供電設(shè)備的定期檢修工作越來越不適應(yīng)電力生產(chǎn)實(shí)際的需要實(shí)行設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測逐漸引入了電力系統(tǒng)生產(chǎn)研究領(lǐng)域。斷路器是電力系統(tǒng)的重要執(zhí)行元件是僅次于發(fā)電機(jī)和變壓器的大型電力設(shè)備,正常運(yùn)行時(shí)它完成倒換運(yùn)行操作,把設(shè)備或線路接入電網(wǎng)或退出運(yùn)行,起運(yùn)行控制作;當(dāng)設(shè)備和線路發(fā)生故障時(shí)能快速切斷故障線路,保證無故障部分正常運(yùn)行,起運(yùn)行保護(hù)作用。但是，斷路器也是集故障、檢修、參數(shù)測量頻次最多的一種重要電力設(shè)備運(yùn)行過程中有很高的故障率易引起電網(wǎng)事故造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，因此對其可靠性提出了非常高的要求。有關(guān)統(tǒng)計(jì)表明,一半以上的變電站維護(hù)費(fèi)用是花在開關(guān)上,而其中60%是花費(fèi)在斷路器的小修和例行檢修上;另外統(tǒng)計(jì),10%的斷路器故障是由于不正確的檢修所致,斷路器的大修須完全解體,既費(fèi)時(shí),其費(fèi)用也很高,可達(dá)整個(gè)斷路器購買成本的1/3—1/2,而且解體和重新裝配會引起很多故障,因此,斷路器的在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。本項(xiàng)目使用的高壓斷路器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)通訊接口符合IEC61850控以C爾能機(jī)主IED功能并能提供接口完成其它第三個(gè)狀態(tài)的采集如避雷器多幫助所有的動(dòng)作信息能夠從站控層通過軟件遠(yuǎn)程召喚結(jié)合分析模塊軟件可以進(jìn)行更進(jìn)一步的分析。高壓斷路器操作機(jī)構(gòu)狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)用于變電站開閉所電廠高壓斷路器的機(jī)械性能觸頭電壽命及儲能狀態(tài)的監(jiān)測通過綜合分析在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)和相關(guān)歷史數(shù)據(jù)診斷出高壓斷路器當(dāng)前的工作狀態(tài)為電氣設(shè)備狀態(tài)檢修提供決策依據(jù)。高壓斷路器操作機(jī)構(gòu)狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)能及時(shí)了解斷路器的工作狀態(tài)、缺陷的部位減少過早或不必要的停電試驗(yàn)和檢修減少維護(hù)工作量降低維修費(fèi)用，提高檢修的針對性，可顯著提高電力系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性。二、國內(nèi)外研究水平綜述目前國內(nèi)外對于高壓斷路器在線監(jiān)測一般只停留在局部放電階段雖然局部放電信息在高壓斷路器狀態(tài)中是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)但基于高壓斷路器免維護(hù)等特點(diǎn)以及高壓斷路器設(shè)備局部放電監(jiān)測技術(shù)的不成熟高壓斷路器設(shè)備機(jī)械特性的監(jiān)測及絕緣氣體狀態(tài)監(jiān)測變得更為重要國內(nèi)多數(shù)的高壓短路器監(jiān)測只是以實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ奖O(jiān)測高壓斷路器設(shè)備各類狀態(tài)的一兩項(xiàng)不能夠滿足高壓斷路器狀態(tài)監(jiān)測的要求。三、項(xiàng)目的理論和實(shí)踐依據(jù)高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測及評估診斷關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)用項(xiàng)目對高壓斷路器機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測分為兩方面。帶電運(yùn)行狀態(tài)⑴運(yùn)行曲線上下限范圍—包絡(luò)線限值約束功能以斷路器出廠試驗(yàn)曲線或檢修后試驗(yàn)曲線作為標(biāo)準(zhǔn)曲線根據(jù)用戶規(guī)程規(guī)定確定曲線的上下限，依此繪制出斷路器行程-時(shí)間曲線的包絡(luò)線，既完成包絡(luò)線的設(shè)定。以此包絡(luò)線作為行程-時(shí)間曲線的上下限值。當(dāng)陸續(xù)幾次運(yùn)行曲線都開始偏離標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)且有增加趨勢時(shí)，系統(tǒng)提出預(yù)警，提示設(shè)備狀態(tài)有一定風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)曲線超出該包絡(luò)線范圍則系統(tǒng)將報(bào)警以提請運(yùn)行人員注意該斷路器機(jī)械特性異常。⑵繪制行-時(shí)間特性曲線功能監(jiān)測斷路器機(jī)械特性，繪制行時(shí)間特性曲線并對參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)分析。對斷路器各相的分合閘速度、分合閘時(shí)間、三相過沖等進(jìn)行自動(dòng)分析。自動(dòng)標(biāo)注斷路器主要運(yùn)行參數(shù)。⑶強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持功能對斷路器機(jī)械動(dòng)作的全信息任意讀取，為特性分析提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持。系統(tǒng)界面具有紅藍(lán)兩色可以自由移動(dòng)的光標(biāo)在坐標(biāo)中沿橫坐標(biāo)（時(shí)間可能，析。⑷流-能監(jiān)測操作線圈電流，繪制電流-時(shí)間曲線，可有效地分析判斷操動(dòng)機(jī)構(gòu)的狀態(tài)。通過對線圈電流的監(jiān)測可以了解斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況根據(jù)測得的電流波形計(jì)算操動(dòng)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)時(shí)間線圈通電時(shí)間等根據(jù)斷路器自身參數(shù)范圍比較判斷操動(dòng)機(jī)構(gòu)是否出現(xiàn)鐵芯空行程、彈簧卡澀、匝間短路等故障。⑸斷路器運(yùn)行參數(shù)、曲線的對比功能該項(xiàng)功能包括：斷路器同相多次動(dòng)作曲線的疊加對比；支持與原始曲線或設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)曲線的對比。通過對曲線（時(shí)間-行程曲線、操作線圈電流曲線）的全面對比分析，結(jié)合出廠標(biāo)準(zhǔn)曲線，判斷斷路器機(jī)械狀態(tài)的變化以及發(fā)展趨勢（行程狀態(tài)、時(shí)間發(fā)展、速度變化、拒動(dòng)、偷跳等可能出現(xiàn)的情況的判斷）⑹監(jiān)測儲能狀態(tài)功能系統(tǒng)可以監(jiān)測斷路器儲能狀態(tài)對于液壓機(jī)構(gòu)還可以記錄儲能次數(shù)儲能時(shí)間以及儲能頻率。⑺監(jiān)測SF6氣體微水、密度功能監(jiān)測SF6氣體的密度，微水、溫度、壓力、露點(diǎn)，檢測是否有氣體泄露或者壓力變小。通過帶有變送裝置的傳感器把斷路器的SF6的狀態(tài)入統(tǒng)行監(jiān)測。⑻數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)功能根據(jù)戶要系生的種報(bào)曲線臺帳可活導(dǎo)入出，生成片表，以便戶使。以足戶不同求。⑼臺帳歷動(dòng)記錄能工作責(zé)在成維維護(hù)操后通過系統(tǒng)平臺將操作日志寫入維修同。⑽能并提請運(yùn)行人員關(guān)注。⑾在線信息的交互，強(qiáng)大的管理功能為了達(dá)到集中管理目的本系統(tǒng)提供完整的管理平臺所有相關(guān)設(shè)備或者信息都可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的交互為以后相關(guān)新設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測搭建好了一個(gè)完整的平臺，對于管理人員來說，通過該平臺也能實(shí)現(xiàn)更多的有效管理。停電檢修狀態(tài)通過在斷路器出口連接斷口測量線，可以測量、計(jì)算斷路器以下參數(shù)：⑴觸頭磨損量定性分析結(jié)合斷口位置以及各種曲線，定性分析觸頭的磨損量。通過與歷史斷口曲線的對比計(jì)算，可以計(jì)算出觸頭的磨損量。精度可達(dá)0.1mm。⑵計(jì)算三相分合閘的不同期時(shí)間功.四、項(xiàng)目研究內(nèi)容和實(shí)施方案總站結(jié)構(gòu)：結(jié)：每間隔內(nèi)組成：由主控制器、傳感器組成。每臺斷路器都配有一個(gè)主控器，每個(gè)主控器通過后端的電纜分相和傳感器相連接，以及其它相關(guān)傳感器的接入接口和為ST接口的光纖以太網(wǎng)接口，保證信號傳輸?shù)街骺仄鲿r(shí)有良好的屏蔽和隔離。所有的控制器都通過光纖也以太網(wǎng)和站控層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，其它相關(guān)的IED由站控層服務(wù)器一般作為IEC61850客戶端形式來獲取各IED數(shù)據(jù)，本主控器以IEC61850服務(wù)器模式來為站控層服務(wù)器提供服務(wù)，保證站內(nèi)監(jiān)控服務(wù)器機(jī)能夠?qū)⒏髦骺仄鞯臄?shù)據(jù)以及判斷結(jié)果收集起來方便站內(nèi)管理人員的查看。主控器同時(shí)也作為客戶端從其它IED獲取數(shù)據(jù)。站控層服務(wù)器：該服務(wù)器負(fù)責(zé)和各站的集中監(jiān)控器通訊，獲取各站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，并保存到數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)提供數(shù)據(jù)的基本分析。該部分主要提供給管理人員一個(gè)良好界面，讓操作者能夠?qū)崟r(shí)查看到各站的斷路器狀態(tài)并可遠(yuǎn)程查看到各斷路器動(dòng)作的信息，同時(shí)，也能進(jìn)行分析和狀態(tài)的判斷。同時(shí)也能查看到各站斷路器設(shè)備臺帳信息和維護(hù)維修信息，方便管理者對各斷路器的狀態(tài)的了解和管理。對于歷史事件可通過該服務(wù)器招喚數(shù)據(jù)用來進(jìn)一步分析或者追查事故原因。五、預(yù)期目標(biāo)和成果形式預(yù)期目標(biāo)通過高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測及評估診斷關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測高壓斷路器開關(guān)開合速度、開合電流等機(jī)械特性狀態(tài)及絕緣氣體微水密度。并且在需要的情況下也可以加入高壓斷路器局部放電在線監(jiān)測。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，了解高壓斷路器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并能夠推斷高壓斷路器設(shè)備可能出現(xiàn)的設(shè)備故障，將設(shè)備故障消除在萌芽狀態(tài)，提高設(shè)備安全性及電網(wǎng)運(yùn)行安全性。成果形式1、研發(fā)一套針對高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測及評估診斷系統(tǒng)。2、在線監(jiān)測高壓斷路器內(nèi)部絕緣氣體密度、微水、溫度、壓力、露點(diǎn)等數(shù)據(jù)狀態(tài)以及斷路器的行程、平均速度、