高压断路器在线监测与故障诊断系统分析.docVIP

高压断路器在线监测与故障诊断系统分析 　　[摘 要]通过比较国内外断路器在线监测装置的使用情况，阐述了断路器在线监测和故障诊断的重要性，分析了当前断路器在线监测系统的运行特性及变化趋势，为提高运行可靠性和实施状态检修提供了依据和参考，最后指出了现阶段存在的问题和今后的研究方向。 　　[关键词]高压，断路器 监测，故障诊断 　　中图分类号：TM561；TP277 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0122-01 　　一、引言 　　随着电力体制改革的深入，在电力市场，电力系统需要进一步提高电力设备的可靠性。保证运行可靠性和维修经济性成为输电、发电企业适应市澈争的迫切需要，用状态检修模式取代现有的计划检修模式，是电力工业发展的趋势。根据国家电力公司的要求，电力公司应根据自身设备的实际及人员、资金情况，选择一些查合实施状态检修的设备，先在一定范围内开展工作。550kV、220kV、110kV高压开关、厂地高压开关都已经被列入实施状态检测的范畴。 　　实现电气设备状态检修的基础是对设备的在线状态监测。在线监测能准确、实时地反映电气设备的状况和预测使用寿命，为检修决策提供依据。电气设备状态监测不仅是设备状态检修模式的基础，也符合无人值守变电站―目前我国电力部门正在实施的电气运行管理模式的发展需要。这就要求电力企业逐步形成一套融故障检修、定期检修、状态检修和主动检修为一体的、优化的综合检修方式，以提高设备的可靠性并降低电力成本。 　　二、断路器在线状态监测的意义 　　高压断路器在线状态监测系统用于变电站、开闭所、电厂高压断路器的机械性能、电气绝缘性能、触头电寿命及操作回路工作状态的监测，通过综合分析在线监测的数据和相关历史数据，诊断出高压断路器当前的工作状态，为电气设备状态检修提供决策依据。电力系统中，高压断路器数量最多、检修量大、费用高。有关统计表明，变电站维护费用的一半以上是用在高压断路器上，而其中60%又是用于断路器的小修和例行检修上。另外据统计，10%的断路器故障是由于不正确的检修所致，断路器的大修完全解体，既费时间，费用也很高，而且解体和重新装配会引起很多新的缺陷。在目前相对保守的计划检修中，检修缺乏一定的针对性。 　　线状态监测系统能及时了解断路器的工作状态、缺陷的部位，减少过早或不必要的停电试验和检修，减少维护工作量，降低维修费用，提高检修的针对性，可显著提高电力系统可靠性和经济性。在线监测主要包括机械性在线监测、触头电寿命监测等，监测内容有泄漏电流监测、气体密度监测、开断次数监测、开断电流监测、振动波形监测、分合闸线圈电流波形监测、断路器红外成像监测和操作机构油压监测等。 　　三、高压断路器的使用情况分析 　　1.国内电力系统断路器使用状况 　　各电压等级高压开关的使用比例，以550kV装用量为100%，则550kV ： 363kV ： 252kV ： 126kV ： 72.5kV ： 40.5kV ： 12kV的比例为100%：51%：1653%：4491%：816%：6391 %：27711 %。 　　2.国外开关设备在线监测状况 　　美国颁布了“电气设备绝缘诊断方法导则”，现已转向以在线监测为主，并已制定出有关标准。日本上世纪80年代开始进入以状态监测为基础的预知维修时代，其该项技术的研究与应用进展很快，并已积累了大量数据与经验，逐步形成了一些标准和较成熟的方法。1998年的GIS智能维护中就有监测内部电晕、分解气体、导音、耐电压特性、温升等项目。 　　德国频谱化学和频谱应用研究所、科技研究与发展所的中央实验室开发的离子迁移率频谱仪（由分析传感器系统公司制造），作为SF6断路器气体现场监测的工具，已在巴西的电力部门成功应用。在美国有50%以上的电力公司已经应用状态检修技术对发电设备实施状态检修，美国。Consolidated Electronics，Inc. （CEI）公司研制生产的SM6系列断路器监测器 （美国专利号5，385，451），能够在线测量SF20796气体温度和压力，并连续地、实时地计算SF6气体密度。同时，还可监视断路器内加热器、操作电流、气体/液体压力以及跳闸/合闸线圈的工作状况，预测SF6气体泄漏趋势及其它潜在故障，避免了事故的发生，从而提高了电力系统运行可靠性。该监测数据既可通过现场PC机，也可通过RS232/485接口远程通信获得，并且存储数据长达10年之久，目前该产品已进入中国市场。 　　ABB公司在高压气体绝缘组合开关（GIS）的生产过程中，已经考虑到其断路器部分性能的状态监测。如断路器的储能状态、二次回路完好性、分合闸位置状态的监测等。ABB公司还推出的高压开关柜智能化集中控制/保护单元，将控制、信号、保护、测量和监视等功