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高压断路器在线监测系统

发布时间:2020-06-30 19:54:31 阅读: 来源:矿用风机厂家

1.1 系统简介高压断路器(或称高压开关)它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流,而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用,切断过负荷电流和短路电流,它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力,可分为:油断路器(多油断路器、少油断路器)、六氟化硫断路器(SF6断路器)、真空断路器、压缩空气断路器等。高压断路器在线监测系统采用先进的传感器技术、数据通信技术与在线监测技术,可实现对高压断路器运行状态、动作过程的实时在线监测;实现对操动机构和储能机构的故障诊断;实现对触头电寿命的综合分析,进而对高压断路器存在的拒动、误动等隐患进行预警,为高压断路器的状态检修提供充分的依据。高压断路器在线监测系统能对断路器的开断电流与开断次数、分闸线圈电流、合闸线圈电流、分合闸控制电源电压、储能电机电流、储能电机电源电压、断路器辅助接点、储能系统辅助接点、触头行程以及机械振动等重要状态信息进行在线监测,适用于不同10kV~500kV电压等级的SF6及真空高压断路器,能同时对一个变电站内多台断路器进行实时监测与诊断,监测数据可远程上传。系统采用传感器体外安装方式,无需更改运行中高压断路器的机械部件及控制系统接线,对高压断路器运行无影响,安全可靠,能够有效地提高对高压断路器的监测和管理水平。1.2 系统结构系统结构图高压断路器在线监测系统采用分层、分布式系统结构。其结构如图所示,系统包括主站系统、通信系统、分布式监测装置三部分。分布式监测装置又称下位机,由单片微机系统组成,安装在各监测断路器处,主要完成断路器各电气参数、机械参数的数据采集,并通过通讯系统总线,按照特定的通信规约将数据上传给主站系统。通信系统基于485总线和以太网,用于下位机与主站系统的通讯联络。主站系统主要完成与下位机的通讯、数据的分析处理、运行参数波形曲线的显示、报表的显示打印、综合诊断分析、下位机的监视等功能。主站系统软件层次结构如下图所示。串口通信驱动负责硬件层收发串口数据,101协议驱动负责链路层通信过程控制及数据帧收发,用户数据驱动负责各子站用户数据的交换,并同数据库及显示操作界面交互,参数计算驱动负责进行各参数计算并同数据库及显示操作界面交互。软件层次结构

1.3 系统功能1、对断路器操动机构进行监测和诊断。1)、监测量:(1)断路器合、分闸线圈电流;(2)分合闸控制电源电压;(3)断路器动作过程机械振动;(4)断路器动作行程;(5)断路器辅助接点动作。2)、诊断分析与预警、报警(1)断路器动作过程特征参数计算(合闸时间、分闸时间、同期性、分合闸行程、超行程、分合闸速度、振动局部能量最大值等);(2)断路器动作过程特征参数趋势分析;(3)断路器动作记录及统计;(4)断路器动作过程特征参数越限预警;(5)断路器动作故障报警。2、对断路器触头电寿命进行监测和诊断。1)、监测量:(1)断路器开断电流、开断次数;2)、诊断分析与预警、报警(1)断路器电寿命计算(电磨损、?∫i2dt);(2)断路器电寿命(触头磨损)趋势分析;(3)断路器电寿命参数越限报警。3、对断路器储能机构进行监测和诊断。1)、监测量:(1)储能机构工作电流、动作时间;(2)储能电机电源电压。2)、诊断分析与预警、报警(1)储能动作过程特征参数计算(储能时间、动作次数等);(2)储能动作过程特征参数趋势分析;(3)储能机构动作过程特征参数越限预警;(4)储能机构故障报警。1.4 对高压断路器常见故障的诊断方法1、操动机构部分1)、常见故障:分合闸控制电源故障,分闸线圈、合闸线圈损坏,机械部件损坏,机构卡滞等,造成高压断路器拒动、误动、动作性能下降等。2)、诊断方法:通过分合闸控制电源电压,分析分合闸控制电源是否存在故障。通过分闸线圈电流、合闸线圈电流、分合闸控制电源电压,分析分闸线圈、合闸线圈是否存在损坏。通过断路器辅助接点、触头行程、机械振动,分析分合闸时间、同期性、分合闸速度等,判断机械部件是否有损坏,机构是否有卡滞等。2、断路器触头部分1)、常见故障:触头机械磨损、电磨损,造成高压断路器开断性能下降、甚至无法开断等。2)、诊断方法:通过断路器开断电流和开断次数,判断断路器触头电寿命。3、储能机构部分1)、常见故障:储能电机损坏,储能电机电源故障,机械部件损坏,机构卡滞等,造成高压储能电机拒动、无法储能等。2)、诊断方法:通过储能电机电源电压,分析储能电机电源是否存在故障。通过储能电机电流,分析储能电机线圈是否存在损坏。通过储能机构辅助接点,分析储能机构的机械部件是否有损坏,机构是否有卡滞等。断路器操动机构部分、储能系统部分、断路器触头部分的故障,都可能造成高压断路器拒动、误动、动作性能下降等整体故障。

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