張躍峰,宋慶林,王 立,李 超,何光龍

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局,云南 昆明 650011）

電力系統(tǒng)中隔離開關(guān)的應(yīng)用非常廣泛,在運(yùn)行過程中,隔離開關(guān)長期受到污穢、雨水、溫度等因素的影響,常常出現(xiàn)分、合閘不到位和轉(zhuǎn)動(dòng)部位卡澀等機(jī)械故障,不僅檢修、維護(hù)工作量大,更直接影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

針對(duì)隔離開關(guān)分、合閘不到位和卡澀等機(jī)械故障的檢修,目前還沒有準(zhǔn)確定性的方法,檢修人員只能憑工作經(jīng)驗(yàn)作業(yè),大概判斷、全部處理、缺乏重點(diǎn),工作量大、成本高、效率低、速度慢,限于技能水平的高低,檢修質(zhì)量也參差不齊。因此,如何測(cè)量隔離開關(guān)的狀態(tài)量、及時(shí)發(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)存在的問題,從而控制隔離開關(guān)故障量是非常重要的。

1 隔離開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

目前,高壓隔離開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)手段主要包括紅外測(cè)溫、絕緣子超聲波探傷,用于帶電時(shí)檢測(cè)導(dǎo)電回路發(fā)熱和支柱絕緣子裂紋；停電時(shí),用回路電阻測(cè)試儀檢測(cè)導(dǎo)電回路的導(dǎo)電性能,而對(duì)于機(jī)械狀態(tài)缺乏有效的監(jiān)測(cè)手段。

由于安裝調(diào)試不當(dāng)或污穢、潮濕、銹蝕等問題引起的機(jī)構(gòu)卡澀,可能導(dǎo)致隔離開關(guān)分、合閘不到位、操作力矩增大、機(jī)械傳動(dòng)部件強(qiáng)度下降,并進(jìn)一步造成導(dǎo)電回路過熱、絕緣子斷裂、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)損壞變形等嚴(yán)重事故。表1對(duì)昆明供電局2016-2018年隔離開關(guān)缺陷進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),其中機(jī)械故障占比將近一半,已成為隔離開關(guān)檢修維護(hù)、缺陷處理中最主要的問題。

表1 昆明供電局2016-2018年隔離開關(guān)缺陷統(tǒng)計(jì)

2 隔離開關(guān)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作特性分析裝置

2.1 設(shè)計(jì)思路

為了準(zhǔn)確掌握隔離開關(guān)的機(jī)械狀態(tài),本文研究設(shè)計(jì)了一種隔離開關(guān)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作特性分析裝置,通過測(cè)量隔離開關(guān)分、合閘過程中的角度值、動(dòng)作電壓值、電流值3個(gè)狀態(tài)量,將其輸入到主機(jī)中,如圖1所示,最后輸出隔離開關(guān)分、合閘的實(shí)時(shí)狀態(tài)量,如旋轉(zhuǎn)角度、電壓電流信號(hào)波形,并圖像化顯示。此外,對(duì)每次動(dòng)作的電壓電流信號(hào)波形進(jìn)行記錄,再進(jìn)行橫向、縱向?qū)Ρ确治?判斷有無故障問題,并結(jié)合角度信息確定出故障位置,實(shí)現(xiàn)可視化測(cè)試、分析數(shù)據(jù)。

圖1 隔離開關(guān)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作特性分析裝置原理圖

2.2 具體實(shí)施方式

隔離開關(guān)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作特性分析裝置包括：測(cè)量采集變換模塊101；A/D轉(zhuǎn)換模塊102；電壓比較頻率測(cè)量模塊103；DSP數(shù)字信號(hào)處理器104；鋰離子電池管理專用芯片105；顯示模塊106；高精度電源模塊107；鋰電池108,箭頭方向?yàn)殡娫捶峙浞较?如圖2、表2所示。

圖2 隔離開關(guān)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作特性分析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

表2 隔離開關(guān)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作特性分析裝置各模塊功能

測(cè)量采集變換模塊101包括交直流電壓傳感器、交直流電流傳感器和角度傳感器。電壓傳感器為無源,適用范圍為交直流400V；電流傳感器為無源,適用范圍為交直流6A；角度傳感器的檢測(cè)范圍大約為0°～270°,且檢測(cè)精度為0.1°。

DSP數(shù)字信號(hào)處理器104進(jìn)行計(jì)算時(shí),計(jì)算的內(nèi)容包括相位、頻率、幅值和諧波。DSP數(shù)字信號(hào)處理器104內(nèi)還存儲(chǔ)有故障的判斷方法、內(nèi)容及解決方法,當(dāng)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析時(shí),會(huì)根據(jù)存儲(chǔ)故障的判斷方法進(jìn)行判斷,并給出判斷結(jié)果及相應(yīng)的解決辦法。

所述的對(duì)鋰電池108的充放電進(jìn)行管理具體包括完成對(duì)鋰電池108的充放電,并對(duì)鋰電池108的電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),同時(shí),還檢測(cè)鋰電池108的溫度、充電電壓。

經(jīng)實(shí)踐校驗(yàn),電流電壓波形能反映出隔離開關(guān)分、合閘過程中的機(jī)械狀態(tài),隔離開關(guān)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作特性分析裝置可以應(yīng)用。

3 結(jié)束語

本文通過分析隔離開關(guān)產(chǎn)生機(jī)械故障的原因,研究了一種隔離開關(guān)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作特性分析裝置。通過本裝置能為檢修人員提供隔離開關(guān)的機(jī)械狀態(tài)和動(dòng)作參數(shù),判斷有無故障問題,并結(jié)合角度信息確定出故障位置,實(shí)現(xiàn)可視化測(cè)試、分析數(shù)據(jù),為檢修人員開展隔離開關(guān)缺陷處理提供幫助,提高了工作效率,減少了停電時(shí)間,進(jìn)一步加強(qiáng)了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。