斷路器動作（機械）特性 在線監測裝置的介紹
發布時間：
2022-11-25
1.系統簡介
隨著智能電網的快速發展，變電站自動化技術取得了很大進步，但在反映電氣設備健康狀況的狀態監測方面還有所欠缺，不能做到真正意義上的無人值守。變電站中斷路器是機械和電氣動作頻繁的設備，運行過程中易發生故障，易引起電網事故，從而造成較大的經濟損失。因此，斷路器的在線狀態監測技術是實現變電站無人值守的關鍵的技術。本公司的高壓斷路器在線狀態監測產品正是以此為背景，采用先進的通訊、微處理器、傳感器、數據庫管理等技術對運行中斷路器的機械特性、溫度等進行長期連續監視，實時在線監測斷路器的運行狀態，通過提取斷路器機械運動參數，建立標準的斷路器監測模型和完整的專家診斷系統，對采集到的數據進行分析診斷，對每一個波形數據提供完美的評價體系等。
本產品采用以太網TCP/IP協議，通過以太網把數據傳送到數據服務器，實現本地數字化、遠程網絡化、監測與預警自動化，快速而又精準的對斷路器的問題進行定位，為運行調度和檢修人員提供快速、準確的信息，推動泛在電力物聯網的建設。也可選配485MODBUS或LORA470無線通訊。
根據《電力設備預防性試驗規程》（DL/T596-1996）、《12kV戶外高壓真空斷路器檢修工藝規程》（DL/T 391-2010）及國家電網公司發布的《高壓開關設備反事故技術措施》，江蘇久創電氣科技有限公司研制的斷路器在線狀態監測裝置，為斷路器的檢修提供科學依據，其主要優點：
- 不影響、不改變斷路器本身結構、接線及特性。
- 滿足各種常規三相斷路器、鐵路牽引單相斷路器、地鐵直流斷路器等各種形式的監測要求。
- 液晶彩色觸摸屏（選配）顯示斷路器的運行狀態及健康狀況，實時獲取斷路器參數及曲線。
- 可通過有線或無線集中顯示，滿足了新建項目和改造項目的不同需求。
- 對斷路器分合閘線圈及儲能線圈進行實時監測，線圈電流異常時進行報警，裝置采用穿芯式霍爾傳感器采集電流信號，不影響斷路器原有操作，提高供電可靠性。
- 斷路器真空度在線監測，并將設備狀態上傳觸摸屏或后臺顯示。
- 帶標準的以太網、RS485及物聯網無線通信接口，也可擴展為IEC61850規約，符合泛在電力物聯網的建設標準。
2.系統功能
本系統可實現對斷路器帶電運行狀態和停運狀態兩種模式的監測。
檢測項目
★ 斷路器分、合閘線圈電流波形
★ 斷路器分、合閘時間
★ 儲能電機電流
★ 儲能時間
★ 動作行程波形圖（選配）
★ 斷路器分合閘狀態和儲能狀態
★ 斷路器分合閘次數及失敗次數統計
監測各項目的意義：
斷路器分閘、合閘時間：分合閘時間的變化反映出機構的靈活性及機構磨損信息。
斷路器分閘、合閘線圈電流曲線：機構卡澀，開關分、合不到位，分、 合閘鐵芯卡死或機構轉軸生銹，都將造成線圈燒毀，這些故障都可以從線圈電流上反映出來。
儲能時間：儲能機構中合閘彈簧強度下降、部件磨損或卡澀、電機故障、微動開關故障等，對斷路器的儲能或分合閘操作產生不利影響
儲能電流曲線：通過監測儲能電機的電流能夠監測彈簧、儲能機構以及電機和微動開關的狀態。
斷路器分合閘次數及失敗次數統計：直觀顯示斷路器操作次數與操作狀態。
檢修人員可根據裝置所測量的上述參數了解斷路器的運行狀態，掌握斷路器的運行參數，從而進行檢修計劃的制定和調整。
動作參數準確報告
◆ 對斷路器的分合閘及儲能時間電流、儲能狀態、分合閘狀態、分合閘次數等參數準確檢測。
強大數據支持功能
◆ 對斷路器機械動作的全信息任意讀取，為特性分析提供強大的數據支持?？梢匀我庾x取曲線上的電流、時間等參數值，更可以對斷路器運行曲線靈活分析。對于專業管理人員可以自定義多項參數，系統能夠自動得到這些條件下結果，該項功能為運行、生產、科研人員提供良好的分析手段和技術支持；
◆ 系統至少能保存最近64次動作波形，可通過站控層網絡調用歷史監測信息；
◆ 能智能連續記錄不同長度的 動作波形長度,可以記錄超長波形；
◆ 具有極強的抗干擾能力，確保數據記錄的完整性。
機械特性強大分析
◆ 通過數據分析得到斷路器分合閘時間、分合閘次數等；
◆ 通過對跳合閘線圈電流曲線的全面對比分析，結合出廠標準曲線（斷路器出廠時通過機械特性試驗獲得），對高壓斷路器運行的狀態進行了實時的監測和評估，判斷機械狀態的變化以及發展趨勢，給出明確直觀的健康指數；
◆ 通過對儲能電機電流波形的變化以及頻率分析出儲能電機的工作狀態，包括儲能電機啟動電流、操作電流、運行時間，統計儲能電機的啟動次數、累計工作時間等。
◆ 通過對電動隔離開關跳合閘線圈電流曲線的全面對比分析，結合出廠標準曲線（斷路器出廠時通過機械特性試驗獲得），對高壓斷路器運行的狀態進行了實時的監測和評估，判斷機械狀態的變化以及發展趨勢，給出明確直觀的健康指數；
強大的報警功能
◆ 當設備運行數據超出規定的要求時，系統報警，顯示報警內容并提請運行人員關注。報警參數方便設置。
完善的網絡通信功能
◆ 系統支持IEC60870-5-103、MODBUS-TCP、MODBUS-RTU、物聯網470協議等多種規約,滿足觸摸顯示屏（選配）的接入，以及DTU等其他系統的接入。對于智能化站，可以擴展IEC61850協議接口。
強大的專家診斷系統
◆斷路器機械特性監測裝置根據所測分合閘電流波形、儲能狀態等綜合分析斷路器操動機構的工作狀態。采用指紋分析技術，當與原始指紋相比發生明顯改變時，視為可靠性下降或存在缺陷，按照 “唯一性標識、故障部位、故障模式、風險程度（用百分數表示）”的報文格式報告上傳自評估結果，同時就地圖形化告警顯示。
3. 系統主要性能指標
裝置采用基于 ARM 內核的嵌入式工業控制 CPU，實時采集斷路器的電流信號，經過信號放大，濾波，A/D 轉換等一系列過程，將采集信息送給處理器分析診斷，之后將斷路器的狀態信息在液晶屏上顯示出來，同時設備具有遠傳功能。
|
序號 |
檢測通道 |
設備類型 |
主要技術參數 |
|
1 |
斷路器分合閘線圈電流波形 |
電 流 傳感器 |
1.精度0.1% 2.滿量程采樣（采樣速度10K,最大采樣電流25A) |
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2 |
儲能電機 電流波形 |
電 流 傳感器 |
1.精度0.1% 2.滿量程500-2K采樣，最大采樣電流50A |
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3 |
斷路器分合閘位置 |
輔助開關 |
1.精度1ms |
|
4 |
儲能狀態 |
行程開關 |
1.精度1ms |
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5 |
動作行程波形 |
位移 傳感器 |
模擬精度0.1%，滿量程10K采樣，測分合閘的行程波形及計算行程、超行程、速度等值
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6 |
通信接口 |
RJ45、RS-485、無線 |
1.以太網100Mbps 2.串口4800-19200bps 3.無線：LORA 470M |
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