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高压断路器在线状态监测系统应用与发展

添加时间:2018-05-16 10:52:22   浏览次数: 次    【 】   打印   关闭窗口

        随着电网建设的不断发展,保证电力系统运行可靠性和维修经济性成为输电、发电企业适应市场竞争的迫切需要,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。根据国家电力公司公布实施《火力发电厂实施设备状态检修的指导意见》的要求,电力公司应根据自身设备的实际及人员、资金情况,选择一些适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,并减少电力成本。

        高压断路器的使用现状

        高压断路器又称为高压开关,具有强大的灭弧能力和开断能力,不仅能切断、闭合高压电路的负载电流和空载电流,如果电网系统发生故障后,高压断路器还能配合自动装置、保护装置,迅速的将故障电流切除,减少故障引起的停电范围,避免事故的扩大,高压断路器对电网系统的稳定运行有十分很重要的意义。  

      

        高压断路器从油断路器、压缩空气断路器发展到真空断路器、SF6断路器。目前,在我国40kV以上的高压开关全都使用SF6断路器。SF6断路器可以分为罐式SF6断路器和瓷柱式SF6断路器两种,罐式SF6断路器经常使用在252kV、363kV、550kV的电网中,它具有良好的环境适应能力和可靠性;瓷柱式SF6断路器能利用灵活的串接方式获取任意的电压额定值,并且瓷柱式SF6断路器的成本比较低,因此,在500kV下的超高压电网中有很大的优势。          

        我国已经研制成功的110kV双断真空断路器,这种断路器是由单端口真空断路器串联而成的。

        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、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%又是由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。

       断路器在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。电力设备在线监测技术是电力系统的研究方向和发展趋势。

      断路器在线监测技术的发展现状和问题

      高压断路器的检测技术大体上经历了从离线测试周期-在线检测-长期在线监测的发展过程。据资料介绍 ,日本于20世纪90年代开始进入以机械状态监测为基础的预知维修时代,该项目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。

      目前,我国高压断路器机械特性在线监测技术存在着一些值得注意的问题:选择合适的传感器以及对不同的高压断路器机构安装适应性差的问题,即针对不同电压等级和不同操动机构的断路器所选择的传感器类型也不一样。以往在线监测装置所关心的是机械参量的计算结果,而对机械运动的过程关心不多。虽然现有的在线监测模块也可以测量合-分闸特性曲线。但对于机构的状态仍然只能做出好或坏的判断,却判断不了故障究竟发生在什么部位。因此,现有的机械特性在线监测装置功能不完善,缺乏足够的数据积累即使有了大量数据故障诊断的分析能力,也不解决在线监测装置模块寿命过短、安装维护困难、价格过高而精度不够高的难题。从当前断路器在线监测系统的应用情况来看,应考虑以下几个方面的问题:

      1故障诊断阈值的确定。故障阈值的确定是正确诊断的前提,早期故障诊断的依据有赖于实际经验或标准。从在线监测装置提供的有关动作参数、性能参数,或者比较历史记录,分析运行特性的变化趋势,可以进行断路器状态判断。

      2断路器有三相联动操作、三相分相操作和单相断路器三种。采集量的种类一样,但采集量的个数差别很大。采样不可能兼顾三种情况,建议采样板的设计以三相联动操作断路器为主,兼顾单相运行断路器。三相分相操作断路器监测应加紧研究。

      3监测单元户外的安装,要解决抗干扰、防潮、长期运行稳定性问题。传感器的测量误差和响应时间与测量量的影响。

      断路器在线监测系统的全新解决方案

      保定斯德尔电气有限公司结合多年的断路器保护、监测的实践经验,依托华北电力大学强大的电力系统理论优势,联合开发出了一款全数字化、高测量精度、高准确率、判断快速的高压断路器机械状态诊断装置——STL-BSM高压断路器机械特性监测系统。该系统综合“非接触式”传感技术、高速成像技术、多传感器合成技术等高新技术和理论,从根本上革新了断路器机械特性测试方法,提高了参数测量精度,大大降低了操作难度,为高压断路器机械特性在线监测和故障识别与检修提供了一套全新的解决方案。


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