國網(wǎng)河北省電力公司培訓(xùn)中心 郭小燕

高壓斷路器在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

國網(wǎng)河北省電力公司培訓(xùn)中心 郭小燕

隨著堅(jiān)強(qiáng)智能高效電網(wǎng)的發(fā)展，電力設(shè)備在線監(jiān)測已成為一種廣泛應(yīng)用的新技術(shù)。高壓斷路器在線監(jiān)測是在電力系統(tǒng)由計劃檢修轉(zhuǎn)為狀態(tài)檢修（優(yōu)化檢修）而產(chǎn)生的概念。在線監(jiān)測采用智能化傳感及計算機(jī)技術(shù)實(shí)時記錄斷路器運(yùn)行狀態(tài)下各種數(shù)據(jù)及分析結(jié)果，全面實(shí)現(xiàn)斷路器在線監(jiān)測分析診斷。

高壓斷路器；在線監(jiān)測；診斷

1.引言

供電企業(yè)近五十年來一直貫徹執(zhí)行計劃檢修和故障檢修制度。其本質(zhì)特征是不論設(shè)備實(shí)際狀況如何，只要“到期”就要“檢修”，盲目性大。結(jié)果造成大量人力物力的無效投入，增大計劃停電時間，同時還增大人身事故和誤操作事故的可能性。從而嚴(yán)重制約供電可靠率的提高。而供電可靠率是評論一個電網(wǎng)先進(jìn)性的重要指標(biāo)。

斷路器是變電主設(shè)備，其數(shù)量較多，而故障率在電網(wǎng)中所占比例僅次于線路故障，是變電設(shè)備中主要監(jiān)測對象。國際大電網(wǎng)會議對高壓斷路器的可靠性所作的兩次世界范圍調(diào)查以及我國對高壓開關(guān)事故統(tǒng)計分析均表明，高壓斷路器故障80%是機(jī)械的原因。大多數(shù)故障是操作機(jī)構(gòu)的問題。以往對高壓斷路器機(jī)械性能的檢查主要是在設(shè)備交接及停電期間結(jié)合檢修定期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，更換部件，檢查操作機(jī)構(gòu)的機(jī)械性能。

經(jīng)驗(yàn)表明，頻繁的操作及過度的拆卸檢修會降低高壓斷路器動作的可靠性。因此，對高壓斷路器實(shí)施狀態(tài)診斷或?qū)崟r在線監(jiān)測，及時了解其運(yùn)行狀況，掌握其運(yùn)行特性變化及變化趨勢，對提高其運(yùn)行可靠性極為重要。斷路器的在線監(jiān)測診斷改變了斷路器原有的計劃檢修制度，使?fàn)顟B(tài)監(jiān)測得以實(shí)現(xiàn)，并使建立科學(xué)管理體系成為可能，從而達(dá)到不間斷地診斷設(shè)備健康狀況，有選擇性地進(jìn)行檢修維護(hù)，進(jìn)入狀態(tài)檢修模式。

國外電力設(shè)備的狀態(tài)檢修技術(shù)發(fā)展很快，據(jù)報道實(shí)施狀態(tài)檢修可使電力系統(tǒng)中每年用于設(shè)備檢修的費(fèi)用降低25%-50%，故障停電時間減少75%，在電網(wǎng)廣泛采用斷路器在線監(jiān)測診斷技術(shù)后，降低了運(yùn)行成本、提高了設(shè)備可用率、大大縮短設(shè)備年度停電時間、提高電網(wǎng)供電可靠率,產(chǎn)生很大的社會經(jīng)濟(jì)效益。

2.高壓斷路器在線監(jiān)測功能[1-4]

2.1 主要技術(shù)性能

（1）分別測量、累計、記錄斷路器正常開斷、空載開斷、故障開斷的電流幅值、動作次數(shù)、動作時間。將動作次數(shù)與設(shè)定值比較，越限時會產(chǎn)生檢修報警。

（2）分別累計A、B、C三相電流的開斷電流，當(dāng)超過設(shè)定的容量時會產(chǎn)生檢修報警。

（3）當(dāng)斷路器分?jǐn)鄷r實(shí)時記錄并打印分閘線圈波形、三相電流波形及常開、常閉觸點(diǎn)的狀態(tài)波形、機(jī)械位移波形。合閘時記錄并打印合閘線圈及斷口的狀態(tài)波形、機(jī)械位移波形。通過對波形的分析反應(yīng)出機(jī)構(gòu)的機(jī)械特性、分（合）閘同期性、燃弧時間、開關(guān)彈跳等等。

（4）正常狀態(tài)下，監(jiān)測并顯示實(shí)時的運(yùn)行負(fù)荷電流。

2.2 主要監(jiān)測內(nèi)容及應(yīng)用

（1）開關(guān)的開斷電流；

5、開展溝通技巧及客戶訴求應(yīng)對技巧培訓(xùn)。根據(jù)電力公司對訴求回復(fù)內(nèi)容的強(qiáng)調(diào)要求，結(jié)合營銷部年初設(shè)定的培訓(xùn)計劃，5月下旬，組織營業(yè)窗口人員開展以“溝通及客戶訴求答復(fù)技巧” 為主題的培訓(xùn)活動。社會行風(fēng)監(jiān)督員一同參加了此次活動。此次活動以社會行風(fēng)監(jiān)督員采用窗口攔截式檢查及客戶訴求回訪情況為導(dǎo)向，結(jié)合窗口優(yōu)質(zhì)服務(wù)的熱點(diǎn)、難點(diǎn)及頻發(fā)問題，進(jìn)行個案分析講解，指導(dǎo)窗口人員正確應(yīng)對客戶訴求，提升與客戶的溝通能力。同時，對客戶訴求單處理填報進(jìn)行了規(guī)范要求，優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平上了新臺階。

（2）開關(guān)動作時的機(jī)械特性；

（3）分、合閘線圈的電流；

（4）輔助開關(guān)的位置及之間的配合；

（5）儲能電機(jī)規(guī)定時間內(nèi)的啟動最大電流；

（6）儲能電機(jī)的穩(wěn)定電流；

（7）儲能電機(jī)工作的時間。

綜合采集到的三相電流，分、合閘線圈電流及開關(guān)輔助接點(diǎn)、位移傳感器信息等通過計算信息、相互組合、分析判斷等手段實(shí)現(xiàn)以下應(yīng)用：

（1）正常運(yùn)行時三相負(fù)荷電流的實(shí)時監(jiān)測。

（2）記錄正常操作時開關(guān)分?jǐn)嚯娏髦?，動作次?shù)累加。

（3）記錄系統(tǒng)故障時開關(guān)分?jǐn)嚯娏髦?，動作次?shù)累加。

（4）記錄開關(guān)分?jǐn)鄷r動作次數(shù)總和。

（5）反映開關(guān)的動作時間。

（6）反映開關(guān)機(jī)械性能的良好性。

（7）監(jiān)測分、合閘線圈的完好性。

（8）反映開關(guān)機(jī)械連動部件的完好性。

（9）間接監(jiān)測斷路器滅弧室及弧觸頭（包括滅弧介質(zhì)）燒損情況是否達(dá)到制造廠規(guī)定值。

（10）斷路器操作次數(shù)統(tǒng)計：監(jiān)測斷路器是否達(dá)到規(guī)定機(jī)械壽命次數(shù)或達(dá)到需要進(jìn)行維修（潤滑及緊固螺釘）的次數(shù)。

2.3 數(shù)據(jù)采集及處理

高壓斷路器監(jiān)測的相關(guān)數(shù)據(jù)較多，主要包括模擬量和開關(guān)量兩類。溫度、濕度、壓力等模擬量和斷路器分、合狀態(tài)等開關(guān)量，均通過采集系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為電壓或電流信號。

采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。

圖1 采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示。

3.技術(shù)處理及系統(tǒng)設(shè)計

通過傳感器，把物理特性（如電流、開關(guān)量、溫度、氣體、壓力等）轉(zhuǎn)化成電信號。這些信號被送到就地控制器的采集系統(tǒng)中，并把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后把數(shù)據(jù)送到位于變電站控制室內(nèi)的中央控制器中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、歸檔以及趨勢分析，從而產(chǎn)生斷路器參數(shù)，這些參數(shù)與基準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比較，計算出兩者差距，并產(chǎn)生報警信號。監(jiān)視系統(tǒng)可以在故障發(fā)生前能夠不斷跟蹤一些重要的功能參數(shù)、異常狀態(tài)標(biāo)志，并能預(yù)測斷路器零部件損壞。

圖2 采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)圖

4.小結(jié)

高壓斷路器在線監(jiān)測，適用于電力系統(tǒng)（包括電廠、變電站等）中，主要應(yīng)用于6KV-500KV各種類型斷路器工作狀況的監(jiān)測。它能實(shí)時監(jiān)測斷路器的運(yùn)行狀態(tài)；在斷路器運(yùn)行異常時記錄變化的參數(shù)量，從而分析判斷斷路器的電氣與機(jī)械特性是否正常，為保證電力系統(tǒng)電網(wǎng)的安全運(yùn)行，早期發(fā)現(xiàn)斷路器的電氣、機(jī)械、回路異常，提供了可靠的數(shù)據(jù)參考，從而提高了對斷路器的運(yùn)行管理水平，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

[1]上海超高壓輸變電公司.變電設(shè)備檢修[M].北京:中國電力出版社,2008.

[2]清華大學(xué)電氣工程系列教材.電力設(shè)備的在線監(jiān)測與故障診斷[M].北京:清華大學(xué)出版社,2010.

[3]朱德恒.電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)[M].北京:中國電力出版社,2009.

[4]黃新波.變電設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷[M].北京:中國電力出版社,2010.

郭小燕，研究生，現(xiàn)供職于國網(wǎng)河北省電力公司培訓(xùn)中心。