2020年高压开关柜的在线监测与故障诊断技术
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高压开关柜的远程维护和故障排查技术研究高压开关柜是电力系统中重要的设备,用于控制和保护电力传输和分配系统。
随着电力系统的不断发展,高压开关柜的远程维护和故障排查技术也得到了越来越多的关注和应用。
远程维护和故障排查技术是指利用电信网络等远程通信方式,对高压开关柜进行状态监测、故障诊断和维护管理的方法和技术。
这种技术的应用不仅可以减少维护人员的工作强度和风险,提高维护效率,还可以实现实时监测和故障预警,降低故障发生的可能性,提高电力系统的可靠性和稳定性。
首先,远程维护技术是实现高压开关柜远程管理的关键。
远程维护技术主要包括远程数据采集、远程监测和远程控制三个方面。
远程数据采集通过传感器获取高压开关柜的运行数据,如电压、电流、温度等,将数据上传到远程监测系统。
远程监测系统可以实时显示高压开关柜的运行状态,并对数据进行分析和处理,发现异常情况并及时报警。
远程控制可以通过远程操作台对高压开关柜进行远程操作,如合闸、分闸等。
这些技术的应用可以减少人工巡检频率,提高维护效率,并且可以实现对多个高压开关柜的集中管理。
其次,故障排查技术是保障高压开关柜安全运行的重要手段。
故障排查技术主要包括故障诊断、故障位置定位和故障恢复三个方面。
故障诊断是通过对高压开关柜运行数据的分析,结合故障数据库和经验知识,判断可能出现的故障类型。
故障位置定位是利用高压开关柜自带的遥测、遥信和遥控等功能,将故障点精确定位到某个元器件或回路上。
故障恢复是根据故障类型和位置,采取相应的维护和修复措施,确保高压开关柜尽快恢复正常运行。
这些技术的应用可以提高故障处理的速度和准确性,保证电力系统的连续供电和可靠运行。
在远程维护和故障排查技术的研究中,还需要关注以下几个方面的问题。
首先,远程维护和故障排查技术的可靠性和安全性是关键。
远程维护和故障排查涉及到对电力系统的重要设备进行远程操作和控制,因此要确保技术的可靠性和安全性。
在设计和开发远程维护和故障排查系统时,应考虑数据传输的安全性,防止数据泄露和篡改。
简述高压开关柜监测与故障诊断分析摘要:高压开关柜是电力系统的重要组成部分,其运行状态直接关系着电力系统的供电情况,所以要重视高压开关柜监测工作,及时发现高压柜开关的异常情况,确保高压开关柜的稳定运行,减少对电力系统正常供电的影响。
随着我国科技水平逐渐提高,不断提升高压开关监测技术水平及故障诊断技术,有助于提高高压开关柜设备运行的稳定性和安全性。
因此,文章主要围绕高压开关柜监测与故障诊断展开讨论,以供参考。
关键词:高压开关柜;监测;故障诊断1.高压开关柜常见故障1.1分断故障分断故障包括开断、关合故障,与真空断路器有关。
例如,真空断路器出现灭弧情况时,就会影响真空度,进而对高压开关柜造成干扰,此时真空断路器不能正常工作,即使高压开关柜检测到电网故障,也不能进行正常的保护动作。
分断故障比较常见,需结合故障诊断,准确找出高压开关柜中的开断或关合故障,消除隐患。
1.2 绝缘故障绝缘故障一般表现为绝缘子的击穿和高压开关柜放电,这种故障一般会破坏高压开关柜的绝缘性能,使高压开关柜在运行过程中的风险飙升。
通过局部放电故障诊断技术可以针对高压开关柜的绝缘故障做出精确的诊断,从而预防高压开关柜绝缘故障。
1.3动作故障动作故障一般包括误动和拒动,发生的概率相对较大,并且具有着极大的危害。
造成上述现象的一般原因是机械传动故障和电气回路故障,并且设备在运行过程中的外部环境和施工工艺也会造成高压开关柜的动作异常。
在上述几种原因当中,环境对于开关柜的影响是最为严重的。
一些炎热潮湿地区的高压开关柜在运行过程中极易出现机械零部件的腐蚀和电气元件的损坏,从而大大缩短了开关柜的使用寿命。
1.监测与诊断总体设计高压开关柜在电网中具有控制、保护双重功能。
随着变电站无人值守和智能化推广,生产安全显得愈发重要。
高压开关柜监测与故障诊断采用模块化设计,由监测和故障诊断两部分组成。
监测是在目前SCADA基础上,结合总线技术和无线通讯扩展弧光、温度、泄漏电流监测等。
高压开关柜监测与故障诊断研究摘要:高压开关柜是最为重要的供配电系统设备,由于柜机的结构是密闭式的,因此缺乏良好的散热条件,在电压,电流和磁场强的环境中长期工作,会导致设备频繁发生故障。
再加上高压开关柜会导致恶性爆炸事故的发生,进而损坏设备和大规模停电,情况严重的还会对人的生命健康造成威胁。
通过监测开关柜及诊断其故障,能够实现对柜内设备参数的及时监控,其不仅具有故障诊断功能,并且能够将重要的数据参数提供给事故预警分析工作,将重要的决策参考提供给缺陷定位以及评估同类设备等工作。
关键词:高压开关柜;检测;故障诊断;研究高压开关柜最主要的功能就是能够实现对电力线路的连接或断开,能够为电力系统的运行提供安全稳定的保障。
为了为了提升电力设备运行的安全性和可靠性,不仅需要提升设备检修人员的专业技术,并且需要通过对电力系统的实时监测,来正确的诊断其故障,只有如此,才能够延长设备的使用寿命,并促进设备的良好使用。
一、高压开关柜常见故障(一)分断故障高压开关柜主要涉及到了关闭故障和开断故障这两类分断故障,在各种类型的断路器中都会出现此类故障。
例如,如果存在灭弧异常的断路器等,就会影响高压开关柜的正常运行,进而对断路器的正常工作造成影响。
分段故障是一种十分普遍的故障,所以,通常需要通过对此类故障的深入判断,才能够找出影响高压开关柜的主要原因,并实现对隐患的切实消除。
(二)绝缘故障在发生绝缘故障时,绝缘子和高压开关柜通常存在着击穿和放电的问题,此类故障通常会导致高压开关柜无法保持绝缘性能,加大运行期间高压开关柜所面临的风险。
在局部采用放电技术来进行故障诊断,能够精确的诊断出高压开关柜是否存在绝缘故障,进而保证高压开关柜的正常绝缘。
1.动作故障通常来说误动和拒动都属于动作故障,有较大的概率发生,并且危害性极强。
故障机械传动和故障电气回路是导致此类现象出现的主要原因,并且外部环境和施工工艺也会给运行阶段的设备带来影响,进而导致高压开关柜无法保持正常动作。
高压开关柜的在线监测与故障诊断技术分析摘要:高压开关柜对于电力系统来说非常重要,它的工作状态直接影响到电力系统的供电质量,实际上高压开关柜是一项电气设备,所以就要求我们必须要引起对高压开关柜这个电气设备的重视。
随着我国科技的不不断发展,也推动了高压开关柜在线监测性能的实现,它的在线监测和故障诊断技术可以说大大的保障了高压开关柜自身运行的稳定性和可靠性,一旦有问题出现或隐患存在时,就会被及时的发现,并采取有效措施予以解决,大大降低了维修率,为保证供电系统的供电质量创造了可靠条件,而且也促使了电力系统自动化程度的提升。
本文就针对高压开关柜的在线监测与故障诊断技术进行了分析。
关键词:高压开关柜;在线监测;故障诊断;分析引言:高压开关柜设备是非常重要的输配电设备,主要被应用在电力系统的控制和保护方面,以提高供电系统的供电质量,保护其运行的安全性。
高压开关柜故障诊断技术的前提是落实在线监测,在监测的状态下来对高压开关柜的运行状态进行了解,以此对故障进行诊断。
也正因为其自身在电力系统中的重要性,所以一旦其发生突发性的故障就会损害电力系统。
在高压开关柜中,若长时间的运行电气设备,就会很容易出现设备老化或出现由于负载电流过大导致温升的现象,从而导致断电现象的发生,严重有可能会引发火灾。
因此对高压开关进行在线检测和故障诊断,可以说对降低故障率和保护设备的安全运行有着十分重要的意义。
一、高压开关柜在线监测系统的设计分析1.注意对设备总数量的设计为了能够进一步的保证高压开关柜的稳定性与安全性,就必须要在高压开关柜上触头、下触头及电缆出线接头等部位安装无线传输式温度监测系统,对此系统进行改进时,需要对所涉及的两个高压配电室进行考虑和设计,第一个配电室应保证其有22面柜子,在其上、下触头和电缆头处要设有9个测温点,移动需要设置198个;第二个配电室共有6 面柜子,在其上、下触头和电缆头处也是要设有9个测温点,共需54个;也就是要保证两个配电室设计时共设有252 个测温点。
高压开关柜综合在线监测与故障诊断系统分析摘要:高压开关柜是电力系统中重要的开关设备,同时也是一种高压电容器,在电气设备运行中起着至关重要的作用。
传统的检测手段主要是采用电力检测仪、红外测温仪、电磁检测仪、电化学检测仪等来对开关柜的运行状态进行测量。
由于开关柜的体积较大而且操作面多而且隐蔽,对安装环境和维护要求非常严格。
基于上述技术基础之上,本文结合开关柜运行特点和维护现状建立了一种高压开关柜综合在线监测与故障诊断系统。
关键词:高压开关柜;在线监测;故障诊断随着社会的发展,人类的生产和生活离不开电,而电是人类赖以生存的重要资源。
因此,对开关柜式变电站中的综合在线监测与故障诊断进行研究,将大大提高开关柜内部操作的安全性和可靠性,为其检修和维护工作提供技术保障。
本文主要针对现有开关柜综合在线监测技术,采用 FTTH总线传输协议和数据采集协议来实现开关柜的运行状态监测,对于一些现场不方便或者非现场情况下容易发生电力隐患并且对于运维管理要求高而设计方案又不成熟导致无法实现实时在线监测等情况,则采用 FTTH总线传输协议来实现系统监测和分析,能够实现实时、精准监控维护质量,实现开关柜内动态运行预警与控制。
同时根据实际运行过程,分析和总结出开关柜综合在线监测与故障诊断系统目前存在问题及存在风险点,为后续该系统的改进工作提供依据与参考。
1.设计理念在高压直流输电系统中,有很多设备都是由变压器或断路器、三相隔离开关等组成。
因此,对其进行综合监测和分析是确保输电线路安全可靠运行的关键。
而智能开关柜式变电站就是利用先进技术来对这些设备进行综合诊断,进而分析其状态,并对其进行管理。
1.1现场设备高压开关柜是变电站内最重要的设备,在整个变电站发展过程中,这类设备发挥着至关重要的作用,其可靠性也直接影响着整个变电站是否能够正常运行。
而其运行中需要进行很多动作,而这些动作均是需要通过开关柜内传感器进行收集和处理。
因此为了对其进行监测和分析,需要配备相关传感器。
高压开关柜的在线监测与故障诊断技术高压开关柜是电力系统中重要的电气设备之一,用于控制和保护电力系统中的电器设备。
其在线监测与故障诊断技术的研究和应用对于确保电力系统的稳定运行和故障快速处理具有重要意义。
本文将从高压开关柜的在线监测技术和故障诊断技术两个方面展开论述。
高压开关柜的在线监测技术是指通过传感器和数据采集装置将开关柜的运行状态参数进行实时监测,并通过远程通信技术传输到监控中心,进行实时分析和监控。
其主要包括以下几个方面的内容:第一,温度监测。
高压开关柜中的电器设备在运行时会产生一定的热量,如果温度过高可能导致设备失效或发生故障。
因此,通过设置温度传感器对高压开关柜的关键部位进行温度监测,可以及时发现异常情况并进行预警。
第二,电流监测。
高压开关柜中的电流是电力系统正常运行的基本依据,通过安装电流传感器对高压开关柜中电流进行实时监测,可以掌握设备的运行状态,提前预防设备过载或短路等故障的发生。
第三,压力监测。
高压开关柜中的气体压力是其正常运行的重要参数,通过安装压力传感器对高压开关柜中的气体压力进行监测,可以及时发现气体泄漏或压力异常,防止设备损坏或发生爆炸等事故。
第四,湿度监测。
高压开关柜中的湿度会影响设备的绝缘性能和运行稳定性,通过安装湿度传感器对高压开关柜中的湿度进行监测,可以及时发现湿度过高或过低的情况,采取相应的措施保障设备的正常运行。
高压开关柜的故障诊断技术是指通过监测和分析高压开关柜运行时产生的信号,判断设备是否存在故障,并通过相应的算法和方法对故障进行诊断和定位。
其主要包括以下几个方面的内容:第一,振动分析。
高压开关柜在运行时会产生一定的振动信号,通过对振动信号进行分析,可以判断设备是否存在运行不稳定、松动或其他故障。
第二,红外热像技术。
通过红外热像仪对高压开关柜的外观进行拍摄,可以观察设备局部温度分布情况,通过温度异常点的识别和定位,判断设备是否存在故障。
第三,气体分析。
高压开关柜在运行时会产生一定的气体,通过对开关柜内气体的成分和浓度进行分析,可以判断设备是否存在绝缘失效、短路故障等情况。
高压开关设备在线监测和故障诊断据了解我国自1986年第七个五年计划期间开展高压开关设备在线监测和故障诊断的研究开发以来,十几年来工作的深度和广度不断增加,虽然仍有不少困难,但已开始较快发展及应用,并呈现出百花齐放的局面。
总的看来,与一些机械设备甚至与发电机、变压器和各种绝缘设备的在线监测和故障诊断相比较,高压开关设备的在线监测和故障诊断开展明显要晚。
问题更多。
这可能是由于高压开关设备与其他设备相比,有以下特点。
(1)高压开关设备的结构更复杂,更多样化。
事故种类也多样化。
(2)高压开关绝大多数经常不动作,而其动作(包括机构、灭弧等)可靠性又极为重要。
(3)高压开关设备的价格和重要性较其他电站设备如锅炉、汽轮机、发电机和变压器等要差。
2 用电单位应用的目的。
高压开关设备在线监测和故障诊断技术是集传感、微电子、光电、计算机、通讯、网络和信息等高新技术与传统的高压开关技术结合的综合性、跨多学科的—项新技术,但这决不是应用它的理由。
根据国内、外的一些情况,不同单位应用该项技术的理由有以下几种:2.1作为高压开关设备的状态维修的一项技术根据状态维修是电力系统一项旨在代替实行多年的定时维修,有重大经济意义的措施,它具有以下优点。
(1)保障高的供电率。
由于我国输电供电线路单薄,定时维修制度下,设备需较经常地进行小修及大修,势必造成用户不必要的停电。
(2)增加设备使用年限。
我国著名高压开关专家有一句名言:高压开关不是用坏的而是试坏的。
在定时维修下,每次高压开关试验都需多次合分,而绝大多数高压开关在试验中均正常。
(3)减少开关设备故障和事故。
当前,高压开关的检修均系人工进行。
有关人员的素质及现时状态均会直接影响检修的质量甚至会将合格的开关检修成不合格的产品。
(4)减少检修费用。
(5)减少检修人力。
2.2作为变电站自动化、无人化的一项技术保证变电站的自动化、无人化也是电力系统一项具有重大经济意义的措施,有关理由兹不赘述。
编订:__________________单位:__________________时间:__________________高压开关柜的在线监测与故障诊断技术Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号:KG-AO-5144-24 高压开关柜的在线监测与故障诊断技术使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。
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高压开关柜是电力系统中非常重要的电气设备。
现代电力系统对电能质量的要求越来越高,相应地对高压开关柜的可靠性也提出了更高的要求。
同时,随着传感器技术、信号处理技术、计算机技术、人工智能技术的发展,使得对开关柜的运行状态进行在线监测,及时发现故障隐患并对累计性故障做出预测成为可能。
它对于保证开关柜的正常运行,减少维修次数,提高电力系统的运行可靠性和自动化程度具有重要意义。
高压开关柜分户内式和户外式两种,10kV及以下多采用户内式,根据一次线路方案的不同,可分为进出线开关柜、联络开关柜、母线分段柜等。
10kV进出线开关柜内多安装少油断路器或真空断路器,断路器所配的操动机构多弹簧操动机构或电磁操动机构,也有配手动操动机构或永磁操动机构的。
不同的开关柜在结构上有很大的差别,这将影响到传感器的安装和选择。
1.高压开关柜的故障表现及其原因调查统计表明,高压开关柜的故障主要有以下几类:(1)拒动、误动故障:这种故障是高压开关柜最主要的故障,其原因可分为两类:一类是因操动机构及传动系统的机械故障造成;另一类是因电气控制和辅助回路造成。
高压开关柜在线监测与故障分析【摘要】介绍了高压开关拒的故障类型及特点,分析了开关柜的特性及其与故障的关系,并指出了开关柜状态检修进行在线监测的对象及开关拒在线监测的方法。
【关键词】高压开关柜在线监测故障分析0引言高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置。
在发电厂和变配电所中用于控制和保护发电机、变压器、和高压线路,也可用于启动和保护大型高压交流电动机。
柜中安装有高压开关电器(断路器、隔离开关、接地刀闸)、保护电器、监测仪表、支持绝缘子和母线等。
其中高压断路器为主体,所用的断路器有少油断路器、真空断路器和SF6断路器等。
目前国内应用的高压开关柜大量为10KV电压级,35KV者较少,63KV的小车柜刚起步。
开关柜发生故障,直接的危害是被电器设备所保护的线路、设备受损,电量损失;间接的危害则是造成用户大面积停电。
为确保供电的可靠性,电力部门采取定期试验和检修的办法来保证开关柜正常运行。
定期检修增加了电力设备的运行费用和停电时间,甚至于增加了设备的故障率,并且在检修的间隔还是有故障发生。
因此,迫切需要对开关柜实行状态检修,对设备运行状况进行实时和定时的在线监测,根据设备的运行状态和绝缘的劣化程度,确定检修时间和措施,减少停电时间和事故的发生,提高电力系统运行的安全可靠性及自动化程度。
1高压开关柜的故障类型及特点要进行状态检修对设备实行在线检测,必须对故障的类型特点进行分析从而确定检测的项目。
由于高压开关柜是多个电气设备的组合,其内部涉及电、磁、温度等多种物理现象,故障的表现形式和产生机理千差万别,因此要对开关柜进行在线监测并做出较准确的故障判断乃至故障预测,必须了解开关柜的工作特性和故障特点。
1.1元件的多样性元件的多样性导致了故障形式的多样性,开关柜内存在多个电气元件,不同的元件有不同的故障表现。
例如,对于母线,其故障表现为连接处的接触电阻过大从而引起异常升温;对于绝缘拉杆,其故障表现为绝缘性能下降。
高压开关柜的在线监测与故障诊断技术范文摘要:高压开关柜作为电力系统中的重要设备之一,起着保护电力系统安全稳定运行的重要作用。
然而,长期以来,高压开关柜故障率较高,给电力系统带来了很大的风险。
因此,如何提高高压开关柜的可靠性和可用性成为了一个研究热点。
本文介绍了高压开关柜在线监测与故障诊断技术的研究现状及存在的问题,并提出了未来的发展方向和研究重点。
关键词:高压开关柜;在线监测;故障诊断;可靠性1.引言高压开关柜作为电力系统中的重要设备之一,常用于输电线路的控制、保护和自动化操作。
然而,长期以来,高压开关柜在实际运行中经常出现各种故障,如接触不良、绝缘击穿、机械故障等,给电力系统带来了很大的风险。
为了提高高压开关柜的可靠性和可用性,人们对其进行了广泛的研究和开发。
在线监测与故障诊断技术作为其中的一项重要技术,可以实时检测开关柜的工作状态并判断是否存在故障,具有极高的实用价值。
2.高压开关柜的在线监测技术2.1 传统监测技术传统的高压开关柜监测技术主要依靠巡视、计量和继电保护等手段。
这些技术虽然可以在一定程度上检测开关柜的状态,但其缺点也十分明显,如人工巡视效率低、计量精度不高、保护动作误差大等。
此外,传统监测技术只能以间断的方式获取开关柜的信息,无法实现对其进行连续监测。
2.2 在线监测技术在线监测技术可以实现对高压开关柜的连续监测,并能实时获取开关柜的各项工作参数。
目前,已经开发出了多种在线监测系统,如电压传感器、电流传感器、温度传感器、压力传感器等。
这些传感器可以将开关柜的数据通过通信线路传输给监测系统,实现对开关柜的远程监测。
此外,还可以将监测数据进行实时分析与处理,以提供准确的故障诊断结果。
3.高压开关柜故障诊断技术3.1 特征提取技术高压开关柜在运行过程中会产生很多信号,如电流信号、电压信号、温度信号等。
这些信号可以通过信号处理技术进行特征提取,以获得开关柜的运行状态。
常用的特征提取方法有时域分析、频域分析、小波分析等。
( 安全技术 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改2020年高压开关柜的在线监测与故障诊断技术Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes2020年高压开关柜的在线监测与故障诊断技术高压开关柜是电力系统中非常重要的电气设备。
现代电力系统对电能质量的要求越来越高,相应地对高压开关柜的可靠性也提出了更高的要求。
同时,随着传感器技术、信号处理技术、计算机技术、人工智能技术的发展,使得对开关柜的运行状态进行在线监测,及时发现故障隐患并对累计性故障做出预测成为可能。
它对于保证开关柜的正常运行,减少维修次数,提高电力系统的运行可靠性和自动化程度具有重要意义。
高压开关柜分户内式和户外式两种,10kV及以下多采用户内式,根据一次线路方案的不同,可分为进出线开关柜、联络开关柜、母线分段柜等。
10kV进出线开关柜内多安装少油断路器或真空断路器,断路器所配的操动机构多弹簧操动机构或电磁操动机构,也有配手动操动机构或永磁操动机构的。
不同的开关柜在结构上有很大的差别,这将影响到传感器的安装和选择。
1.高压开关柜的故障表现及其原因调查统计表明,高压开关柜的故障主要有以下几类:(1)拒动、误动故障:这种故障是高压开关柜最主要的故障,其原因可分为两类:一类是因操动机构及传动系统的机械故障造成;另一类是因电气控制和辅助回路造成。
(2)开断与关合故障:这类故障是由断路器本体造成的,对少油断路器而言,主要表现为喷油短路、灭弧室烧损、开断能力不足、关合时爆炸等。
对于真空断路器而言,表现为灭弧室及波纹管漏气、真空度降低、切电容器组重燃、陶瓷管破裂等。
(3)绝缘故障:表现为外绝缘对地闪络击穿,内绝缘对地闪络击穿,相间绝缘闪络击穿,雷电过电压闪络击穿,瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击穿、爆炸,提升杆闪络,CT闪络、击穿、爆炸,瓷瓶断裂等。
(4)载流故障:7.2~12kV电压等级发生载流故障主要原因是开关柜隔离插头接触不良导致触头烧融。
(5)外力及其他故障:包括异物撞击,自然灾害,小动物短路等。
2.高压开关柜的监测与诊断方法针对高压开关柜的不同故障类型,相应有不同的故障检测方法:(1)机械特性在线检测,其监测的内容有:合、分闸线圈回路,合、分闸线圈电流、电压,断路器动触头行程,断路器触头速度,合闸弹簧状态,断路器动作过程中的机械振动,断路器操作次数统计等。
目前,断路器机械状态监测主要有行程和速度的监测,操作过程中振动信号的监测等。
断路器操作时的机械振动信号监测是根据每个振动信号出现时间的变化、峰值的变化,结合分、合闸线圈电流波形来判断断路器的机械状态。
机械性能稳定的断路器,其分、合闸振动波形的各峰值大小和各峰值间的时间差是相对稳定的。
振动信号是否发生变化的判别依据是对新断路器或大修后的断路器进行多次分、合闸试验测试,记录稳定的振动波形,作为该断路器的特征波形"指纹",将以后测到的振动波形,与"指纹"比较,以判别断路器机械特性是否正常。
文献〔3〕根据径向基函数网络理论(RBF 网络),将健康振动信号和断路器实际振动信号波峰幅值之差形成的残差以及冲击事件发生的时间作为断路器故障诊断的特征参数,来判断断路器是否故障及故障类型。
文献〔4〕基于小波变换的信号奇异性检测理论,对断路器合闸时的振动信号首先进行小波去噪处理,提纯有用信号。
然后利用Hilbert变换提取信号包络,对包络进行小波变换取得各尺度上的信号波形。
最后根据小波变换各尺度上模极大值的传递性来计算信号包络波峰的奇异性指数,以此作为断路器故障诊断的一种特征参数,是一种新颖而比较有效的方法。
行程-时间特性监测是指通过光电传感器,将连续变化的位移量变成一系列电脉冲信号。
记录该脉冲的个数,就可以实现动触头全行程参数的测量;同时,记录每一个电脉冲产生的时刻值,就可计算出动触头运动过程中的最大速度和平均速度。
因此测得断路器主轴连动杆的分合闸特性,即可反映动触头的特性。
监测储能电机负荷电流和启动次数可反映负载(液压操作机构)的工作状况,也可判断电机是否正常,同时反映液压操作机构密封状况。
(2)电气性能在线监测包括断路器开断电流加权值、灭弧室真空度等的监测。
利用不同开断电流下的等效磨损曲线,累计每次电流开断所对应的相对电磨损,每台断路器的允许电磨损总量由其额定短路开断电流及允许开断满容量次数来标定,采用触头累积磨损量作为判断其电寿命的依据。
文献〔5〕阐述了影响真空断路器和某些SF6断路器触头寿命的因素,提出了一种改进的真空断路器电寿命在线监测方法,该方法考虑了各相实际的开断过程和燃弧时间,准确性有较大的提高,可以更加真实地反映各相的电磨损情况。
对真空度的在线监测方法有很多。
目前,国内外真空灭弧室真空度的在线检测方法主要有:光电变换法〔6〕、耦合电容法〔7〕、三相桥法与电弧电压法〔8〕、电阻应变片法〔9〕、微型冷阴极磁控计法〔10〕、吸气剂膜法〔11〕。
文献〔12〕提出了一种通过测量屏蔽罩的直流电位,即屏蔽罩上积聚的静电荷数量来在线检测真空度的新方法。
该方法使用了旋转式电场探头,在电场探头离开屏蔽罩125mm时,仍具有较高的测量灵敏度。
(3)温度在线监测包括母线连接处的温度及断路器触头温度在线监测。
用于母线连接处温升测量的常用传感器有石英传感器、光微薄硅温度传感器和吸收型光纤温度传感器,它们分别以石英晶体、硅片及玻璃构成的Fabryperot槽和GaAs晶体作为感温元件,以光纤作为传输介质,这就有效地解决了电磁干扰问题。
文献〔13〕介绍了Fabry-perot光微薄硅温度传感器在线测温技术,该技术已在变电站设备的状态监测技术中应用。
由于高压开关触头处于高电压、高温度、强磁场以及极强的电磁干扰环境中,要实现对触头的测温,必须解决电子测量装置在上述恶劣环境条件下的适应性。
目前测温工作方式基本上采用被动式测温或主动式测温两种形式。
被动式测温采用接收被测量点幅射出的远红外波,通过判断远红外波长来确定测量点温度;而主动式测温则是通过埋设在测量点的温度传感器直接测量温度。
文献〔14〕介绍了一种采用红外光电隔离及高压供电方式测量触头温度的方法,通过选择适当的抗干扰措施及元器件能使监测仪既有较好的技术性能,成本又能保持在较低的水平上。
该系统已成功地在国内几个变电站正常运行(如杭州的武林变、广州市的变电站等)。
(4)绝缘性能在线监测。
高压开关设备内部绝缘部分的缺陷或劣化、导电连接部分的接触不良都使安全运行受到威胁。
根据1989~1992年间全国电力系统6~10kV开关柜事故统计,绝缘和载流引起的故障占总数的40.2%,其中由于绝缘部分的闪络造成的事故占绝缘事故总数的79.0%。
而由于隔离插头接触不良造成的事故占载流事故总数的71.1%〔15〕。
可见,由绝缘和接触不良导致的故障所占比率是很高的,宜采取适当的方法进行监测。
在上述情况下,在事故潜伏期都可能产生放电现象,故可以通过对放电的监测得到相关的信息。
通常采用的监测方法有交流泄露电流在线监测和介质损耗角正切在线监测方法,文献〔16〕使用射频法对开关柜内的绝缘和接触不良的在线监测技术进行了探索。
利用上述各种监测方法可以较方便地获取高压开关柜的状态参量和有关信号的波形。
由于高压开关柜内电磁环境较为恶劣,某些信号的波形往往含有很多因干扰而产生的"毛刺",这对从波形中提取有用信息十分不利。
传统的去除"毛刺"的办法是低通滤波,由于"毛刺"主要由高频成分组成,故信号经过低通滤波后"毛刺"便被大大削弱了。
但由于波形中可能存在有用的高频成分,低通滤波会将这部分高频成分也不加区别地除去,使波形发生失真。
文献〔17〕介绍了一种基于小波变换的高压开关柜监测信号消噪方法,小波分析方法是一种窗口大小固定但其形状可改变,时间窗和频率窗都可改变的时频局部化分析方法。
即在低频部分具有较高的频率分辨率和较低的时间分辨率,在高频部分具有较高的时间分辨率和较低的频率分辨率,所以被誉为数学显微镜。
正是这种特性,使小波变换可以用于选择性地去除信号中的"毛刺"。
3.结束语由于高压开关柜是多个电气设备的组合,其内部涉及电、磁、温度等多种物理现象,故障的表现形式和产生机理千差万别,因此,应该采用多种方法结合来进行故障诊断。
在传统故障诊断方法的基础上,将人工智能的理论用于故障诊断,发展智能化和自动化的诊断方法,成为故障诊断的主要方向。
设备故障诊断技术是一门多学科交叉的新兴学科,需要借助各种有效的数学工具,如模糊数学、神经网络、小波变换、分形几何等,此外根据故障的某些特征进行识别并加以分类的模式识别技术,根据故障与其特征量之间的数学表达式进行分析的函数识别法,对故障及其原因进行统计分析的概率统计法,根据故障发生、发展的继承和因果关系进行分析的故障树分析法,在数据不完整条件下的灰色识别方法在某些场合下也有应用。
在各种智能诊断方法中,常用的是模糊诊断方法和人工智能专家诊断系统,它们都是以对故障与征兆之间的因果关系进行正确分析为前提的。
高压开关柜工作的可靠性直接影响电力系统的正常运行,随着传感器技术、信号处理技术和人工智能技术的迅猛发展,使得对高压开关柜实施在线监测成为可能,为高压开关柜的在线故障诊断提供了前提条件。
随着高压开关柜故障在线诊断技术的进步,开关设备的管理和维修将发展到状态维修的新阶段。
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