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金屬封閉高壓開關柜的智能化技術
點擊次數(shù):1906 更新時間:2013-11-03

站通信系統(tǒng)與遠方通信,裝置一般可支持modbus協(xié)議和標準通信規(guī)約IEC870—5—101(103)、DNP3.0、TCP/IP等;串行標準接口RS232、RS485,工業(yè)現(xiàn)場總線CANBUS、Lonworks等,以太網(wǎng)接口;支持多種通信介質(zhì)如雙絞線、光纖及無線等。
  
 ?。ǎ担┍O(jiān)視功能:斷路器狀態(tài)監(jiān)視、跳、合閘回路監(jiān)視和本機運行自檢。
  
  故障記錄和錄波功能:可記錄故障類型、發(fā)生時間及故障量zui大/zui小值,也可對故障波形進行記錄。
  
  一臺具有計量、控制、保護及通信等全部功能的智能化測控保護裝置安裝于開關柜上時,二次接線工作十分簡潔,智能化測控保護裝置與外部單元接線見圖1。用戶僅需將電壓、電流信號,斷路器狀態(tài)位置信號和出口控制信號等與開關柜內(nèi)相應一次元件的端子相連即可。
  
  智能化測控保護裝置通過采集電壓、電流信號,斷路器狀態(tài)信號及其它輸入的開關量信號,接地故障狀態(tài),獨立完成數(shù)據(jù)處理,實現(xiàn)保護、控制及顯示故障紀錄功能,同時通過通信接口完成信息上傳。因此與傳統(tǒng)二次技術相比,智能化測控保護裝置不但功能更多、精度更高,而且二次接線更簡潔。
  
  由于高壓電器設備在電網(wǎng)中的重要性,一旦發(fā)生事故,將引起局部或較大地區(qū)的停電,會造成巨大的經(jīng)濟損失和社會影響,因此這些設備運行一段時間后或運行中,必須進行必要的檢查和維護。迄今為止,電力部門一直采用傳統(tǒng)的維護方式:即定期維護技術,所謂定期維護是經(jīng)過規(guī)定的一段時間(比如5年),對設備進行規(guī)定項目維護,這些項目是設備檢查、更換零部件、解體檢查等。應該說:這種定期維護技術對減少和防止設備的故障發(fā)生起到了良好的作用,但是這種定期維護方式存在不少缺陷,例如在設備解體檢查時,需要對斷路器及電器設備的一部分進行解體,不但作業(yè)時需要停電,而且視其項目還需要可觀費用,另外停電后設備狀態(tài)(如溫度、作用電壓等)和設備運行中的狀態(tài)不一致,會影響一些數(shù)據(jù)判定。
  
  由于定期維護技術存在許多缺點,另一方面隨著科學技術發(fā)展,電子技術、光傳感技術、計算機技術、信號處理技術的發(fā)展,使傳統(tǒng)的定期維護技術向預見性維護方式,即按狀態(tài)維護方式過渡。
  
  與傳統(tǒng)定期維護技術相比,按狀態(tài)維護技術具有如下優(yōu)點:
  
 ?。?)按狀態(tài)維護技術的基本點是對設備在運行狀態(tài)下實時監(jiān)測及判斷,因此可避免定維護所造成的浪費及其它缺點;
  
  (2)按狀態(tài)維護技術是以信息技術為基礎,采用自動管理技術來達到合理延長設備使用壽命,因此可降低設備運行的總費用。
  
  圖2是加拿大WinnipegManitoba附近的Dorsey試驗站中高壓SF6斷路器的在線檢測系統(tǒng)。在試驗斷路器上安裝了各種類型的傳感器,實現(xiàn)了電能、機械、SF6氣體在線監(jiān)測,且已得出了許多有價值的結(jié)果。3.2在線監(jiān)測項目
  
 ?。?)斷路器機械、電器性能監(jiān)測。如合、分閘線圈電流、操動機構特性、觸頭行程和速度、振動信號監(jiān)測。
  
 ?。?)中壓開關柜內(nèi)母線聯(lián)結(jié)處溫升檢測。
  
  如果高壓斷路器的操作機構是電磁操動機構,其合、分閘線圈一般由直流電源供電,見圖3。經(jīng)驗表明:合、分閘線圈的電流可以作為診斷機械故障的信息,合、分閘線圈的電流訊號可由補償式霍爾電流傳感器給出,給出的合、分閘線圈的電流訊號也示於圖3。
  
  圖中是起始時刻,是合、分過程計時起點,t1為線圈中電流、磁通上升到足于驅(qū)動鐵心運動,即鐵心開始移動的時刻;t2為鐵心已觸動(開始)操作機構負載,這也是開關觸頭開始運動的時刻;t3為開關輔助接點切斷電源,即電磁線圈回路斷開的時刻。利用比較電流波形的變化或差異可以診斷出操作機構的故障程度。3.3.2行程、速度的監(jiān)測
  
  斷路器觸頭剛分速度對滅弧性能影響很大,適當提高剛分速度對減少電弧能量、減少零部件的燒損有很大作用,但過分增大剛分速度不一定能提高滅弧性能,反而會加重操動機構的負擔;同樣斷路器觸頭合閘速度對滅弧性能也有很大影響。因此,對斷路器觸頭的行程、速度特性的測量及在線監(jiān)測是很重要的。為了完成正確測量,必須選取合適的位移傳感器。
  
  可以選擇旋轉(zhuǎn)光編碼傳感器。利用增量式旋轉(zhuǎn)光編碼傳感器可以完成轉(zhuǎn)動角度及方向的測量,一般把旋轉(zhuǎn)光編碼傳感器安裝在斷路器操動機構的轉(zhuǎn)軸上。
  
  增量式旋轉(zhuǎn)光編碼一般有3個碼道(A道,B道,Z道),A道與B道相差90°,每周的碼條數(shù)可以根據(jù)測量分辨率選取,Z道每周一條,用來確定旋轉(zhuǎn)次數(shù)。當軸轉(zhuǎn)動時,編碼器輸出A道、B道兩路相差90°角的正交脈沖,輸入信號處理電路,從A道、B道兩信號的相對位置可確定轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動方向,如果A道先于B道,為正旋轉(zhuǎn),而B道先于A道,為反旋轉(zhuǎn)。再通過加、減計數(shù)器對A道、B道兩路信號計數(shù),能得到轉(zhuǎn)動角度大小及方向,從而可以測出斷路器運動部分運動及反彈情況,可以計算出動觸頭行程;分合閘同期性;平均速度;超行程;剛分后或剛合*ms內(nèi)速度(主要是平均速度,zui大速度)等。

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