高壓開關(guān)柜論文

1、高壓開關(guān)柜的在線監(jiān)測和故障診斷論文高壓開關(guān)柜的在線監(jiān)測和故障診斷論文摘要摘要介紹了高壓開關(guān)柜的故障表現(xiàn)及其原因指出了在線監(jiān)測的對象和方法，分析了開關(guān)柜的特性及其與故障的關(guān)系，并介紹了幾種故障診斷方法。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞高壓開關(guān)柜在線監(jiān)測故障診斷1前言前言高壓開關(guān)柜是電力系統(tǒng)中非常重要的電氣設(shè)備。由于各種原因引起開關(guān)柜運而引發(fā)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障因此對開關(guān)柜的運行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測及時發(fā)現(xiàn)故障隱患對累積性故障做出預(yù)測對于保證開關(guān)柜的正常運行減少維修次

2、數(shù)提高電力系統(tǒng)的運行可靠性和自動化程度都有重要意義。高壓開關(guān)柜分戶外式和戶內(nèi)式兩種10kV及以下多采用戶內(nèi)式。根據(jù)一次線路方案的不同可分為進(jìn)出線開關(guān)柜、聯(lián)絡(luò)油開關(guān)柜、母線分段柜等。10kV進(jìn)出線開關(guān)柜內(nèi)多安裝少油斷路或真空斷路器斷路器所配的操動機構(gòu)多為彈簧操動機構(gòu)或電磁操動機構(gòu)也有配手動操動機構(gòu)或永磁操動機構(gòu)的。不同的開關(guān)柜在結(jié)構(gòu)上有較大差別這將影響到傳感器的選擇和安裝。2高壓開關(guān)柜的故障表現(xiàn)及其原因分析壓開關(guān)柜的故障表現(xiàn)及其原因分析通

3、過對近10年來全國高壓開關(guān)設(shè)備運行情況的調(diào)查和數(shù)據(jù)統(tǒng)計可以知道高壓開關(guān)柜的故障主要有以下幾類:(1)拒動、誤動故障這種故障是高壓開關(guān)柜最主要的故障其原因可分為兩類。一類是因操動機構(gòu)及傳動系統(tǒng)的機械故障造成具體表現(xiàn)為機構(gòu)卡澀部件變形、位移或損壞分合閘鐵心松動、卡澀軸銷松斷脫扣失靈。另一類是因電氣控制和輔助回路造成表現(xiàn)為二次接線接觸不良端子松動接線錯誤分合閘線圈因機構(gòu)卡澀或轉(zhuǎn)換開關(guān)不良而燒損輔助開關(guān)切換不靈以及操作電源、合閘接觸器、微動開關(guān)

4、等故障。(2)開斷與關(guān)合故障這類故障是由斷路器本體造成的對少油斷路器而言主要表現(xiàn)為噴油短路、滅弧室燒損、開斷能力不足、關(guān)合時爆炸等。對于真空斷路器而言表現(xiàn)為滅弧室及波紋管漏氣、真空度降低、切電容器組重燃、陶瓷管破裂等。(3)絕緣故障表現(xiàn)為外絕緣對地閃絡(luò)擊穿內(nèi)絕緣對地閃絡(luò)擊穿相間絕緣閃絡(luò)擊穿雷電過電壓閃絡(luò)擊穿瓷瓶套管、電容套管閃絡(luò)、污閃、擊穿、爆炸提升桿閃絡(luò)CT閃絡(luò)、擊穿、爆炸瓷瓶斷裂等。(4)載流故障7.2～12kV電壓等級發(fā)生的載流故

5、障主要原因是開關(guān)柜隔離插頭接觸不良導(dǎo)致觸頭燒融。(5)外力及其他故障包括異物撞擊自然災(zāi)害小動物短路等。種推斷是不可靠的并且只能測平均速度無法測得包含大量信息的斷路器動觸頭行程曲線但它可以作為斷路器開斷次數(shù)統(tǒng)計的依據(jù)。(3)位移傳感器測量直線位移的傳感器有很多如差動變壓器式差動電容器式霍爾效應(yīng)式等。如果直接測量斷路器動觸頭的行程曲線首先要考慮的問題是安裝以上所述的位移傳感器都需要將傳感器在位移方向上與動觸頭導(dǎo)桿相連安裝上比較困難。解決方案

6、是尋求間接的方法一種設(shè)想是在可動部分貼上或加工上對光線敏感的條碼狀線條或圖案通過光電發(fā)射和接收來感知位置以此來測得行程曲線。據(jù)此可得到斷路器動觸頭的速度特性(包括瞬時速度、最大速度、平均速度等)。(4)壓力傳感器用于測量合閘彈簧壓力值大小判斷彈簧壓縮狀態(tài)但這種方法需要在機構(gòu)上安裝壓力傳感器很不方便。另一種方案是測量儲能電動機的工作電流波形據(jù)此來間接判斷合閘彈簧的狀態(tài)。(5)振動傳感器用于監(jiān)測振動由于需監(jiān)測的振動強弱范圍很廣從局部放電引起

7、的微弱振動到故障引起的強大振動都在其中需根據(jù)振動頻率來選擇監(jiān)測參數(shù)和相應(yīng)的傳感器。以壓電晶體做敏感元件的加速度傳感器帶寬可達(dá)200kHz緊貼被測設(shè)備表面可用于監(jiān)測局部放電。對于其他振動的監(jiān)測選擇低頻(10Hz～1kHz)振動加速度傳感器即可。5高壓開關(guān)柜的特性及其與故障的關(guān)系高壓開關(guān)柜的特性及其與故障的關(guān)系由于高壓開關(guān)柜是多個電氣設(shè)備的組合其內(nèi)部涉及電、磁、溫度等多種物理現(xiàn)象故障的表現(xiàn)形式和產(chǎn)生機理千差萬別因此要對開關(guān)柜進(jìn)行在線監(jiān)測并做

8、出較準(zhǔn)確的故障判斷乃至故障預(yù)測必須了解開關(guān)柜的工作特性和故障特點。(1)結(jié)構(gòu)的多樣性結(jié)構(gòu)的多樣性導(dǎo)致了故障形式的多樣性。開關(guān)柜內(nèi)存在多個電氣元件不同的元件有不同的故障表現(xiàn)。例如對于母線其故障表現(xiàn)為連接處的接觸電阻過大從而引起異常升溫對于絕緣拉桿其故障表現(xiàn)為絕緣性能下降。故障形式的多樣性給傳感器的選擇帶來了困難所選傳感器的類型、性能、數(shù)量和安裝部位將直接關(guān)系到診斷的可信度。(2)工作狀態(tài)的多樣性在不同的應(yīng)用場合開關(guān)柜的工作狀態(tài)有很大差別。

9、例如對于其中的斷路器而言有些斷路器需要頻繁接通與分?jǐn)喽行嗦菲鲃t在投入運行后幾乎不動作有些在壽命期限內(nèi)要多次開斷短路電流而有的則一次都不用開斷。這種工作狀態(tài)上的差異性給斷路器的在線監(jiān)測和故障診斷帶來了困難。例如通過斷路器動觸頭的行程曲線可以獲知斷路器操動機構(gòu)的運行情況但如果斷路器投入運行后長期不執(zhí)行分?jǐn)嚓P(guān)合動作則無法獲取行程曲線。(3)故障的隨機性和模糊性電氣設(shè)備的故障不僅取決于設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)還跟它的歷史狀態(tài)有關(guān)系同一種故障可能是由不