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STL-BSM 高压断路器机械特性监测系统

STL-BSM 高压断路器机械特性监测系统

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一、概述

       1、应用背景

       高压断路器在电网运行、控制中起着至关重要的作用, 其运行、维护和检修情况与整个电力系统可靠性密切相关。据统计,断路器操动机构故障造成断路器失效的主要原因,拒动、误动、慢分和三相不同期等机械故障造成恶性事故占总事故的80%以上,而且主要故障为操动机构故障。随着电网的发展,对高压断路器运行可靠性要求越来越高,为了更好的响应这样的发展趋势,必须在断路器运行状态监测和故障状态识别技术上寻求新的突破!

       2、目前高压断路器机械特性检测的局限性

       目前的测试方法没有从根本上解决传感器夹具安装困难,不同型号断路器结构影响参数计算准确性,更无法准确获得带电运行状态下的机械特性参数,同时也缺乏统一的断路器测试数据记录、分析和缺陷辨识方法。提高断路器测试工作效率及降低检修成本、实现不停电状态下机械特性检测、综合多种信号感知断路器在线运行状态、断路器缺陷和故障模式的准确识别等,均成为变电检修领域亟待解决的难题。

二、STL-BSM 高压断路器机械特性监测系统

       STL-BSM高压断路器机械特性监测系统是我公司结合多年断路器保护、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,联合开发出的全数字化、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。

       本系统综合了“非接触”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,最终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。

       1、工作原理

       采用电、声、振动和图像四位一体检测分析技术的断路器机械特性检测平台,将断路器动作过程中的电信号、振动信号、声波信号和图像信号通过传感器采集到高性能工业计算机中。

       利用高分辨率传感器获取断路器操动中传变部件运动位移、主轴转动过程的触头行程和速度参数。辅助控制线圈电流、声波和振动信号特征,综合监测分析断路器的运行状态。

       2、技术特点

       本系统实现的基于“非接触”测量技术的断路器机械特性检测及识别系统具有如下的特点和优势:

       1)基于“非接触” 传感技术,能在在线和带电状态下对断路器的机械特性检测;
       2)采用电控触发,精确实现电流、声音、振动及图像传感器四位一体对操作机构动作瞬态量的同步捕获,极大地简化了断路器机械特性的检测过程;
       3)建立先验知识库和状态辨识的机器学习模型,能够自动根据测试结果对断路器的状态进行辨识;
       4)通过系统数据库保存和积累的断路器不同时期的测试结果,能够为断路器全寿命周期的状态监测和故障预警提供数据支持;
       5)能够获取断路器动作过程中分、合闸线圈的电流变化及声音、 振动信号。为领域专家深层次的分析和解读断路器的运行状态提供强有力的数据支持;
       6)监测系统和断路器之间不建立电气和物理连接,操作方便,对测试的时机、时间和操作人员的要求都比较低;
       7)后台分析软件界面友好、数据丰富、简洁易懂、操作方便;
       8)可适应于不同电压等级、不同厂家、不同型号的断路器的监测;
       9)非接触式传感器,没有机械磨损,较传统方式传感器最大限度的延长了使用寿命;
       10)多种硬件配置解决方案,可根据用户的应用,提供对应的硬件配置。
       11)灵活的组网功能,可基于网络在线监测,也可以就地监测。
       12)综合成本低,经济效益高,减少了设备的停电时间,节约试验费用,从根本上解决了目前此类产品模块寿命短、安装维护困难的问题。

       3、软件介绍

       高压断路器机械特性监测系统分析软件对采集的信息数据进行读取、识别、分析,并完成高压断路器动作特性参数的计算及故障判断,处理结果以图形、数据等形式显示,对于关键的机构动作过程可以视频的形式回放。

       (1)软件配合硬件实现多通道同步数据采集技术,可记录、存储和展示多种传感器感知的断路器状态信号,并可对信号进行细节放大观察,发现实时波形特征变化情况;
       (2)软件可以回放断路器操作机构运动过程,观察拉杆、主轴和拐臂运动轨迹,计算转轴或联杆在水平方向和垂直方向移动像素距离,折算成实际动触头运动距离;
       (3)可以由图像分析结果得到动触头随时间变化曲线,即行程-时间曲线,这是表征断路器机械特性的关键曲线;
       (4)软件根据机械特性参数和电流、振动和声音特征信息,最后完成断路器机械状态综合分析。

       与传统技术对比 

 

新技术

老技术

传感器

图像、电流、振动、声音四位一体

电流、机械行程传感器

安装方式

非接触式,传感器器不与被检测部分接触

接触式,传感器需要安装在机械执行机构上

测量精度

高,不受传感器安装工艺影响

低,传感器的安装工艺决定检测精度

安全性

高,不与断路器的执行机构连接

低,传感器需要安装在断路器的执行机构上

检测效率

高,安装方便,可检测运行中的断路器

低,断路器需断电检测

综合成本

 

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