断路器动作特性在线监测系统

背景

    随着智能电网的快速发展，变电站自动化技术取得了很大进步，但在反映电气设备健康状况的状态监测方面还有所欠缺，不能做到真正意义上的无人值守。变电站中断路器是机械和电气动作频繁的设备，运行过程中易发生故障，易引起电网事故，从而造成较大的经济损失。因此，断路器的在线状态监测技术是实现变电站无人值守的关键的技术。本公司的高压断路器在线状态监测产品正是以此为背景，采用先进的通讯、微处理器、传感器、数据库管理等技术对运行中断路器的机械特性、温度等进行长期连续监视，实时在线监测断路器的运行状态，通过提取断路器机械运动参数，建立标准的断路器监测模型和完整的专家诊断系统，对采集到的数据进行分析诊断，对每一个波形数据提供最佳的评价体系等。

产品概述

    断路器动作特性在线监测系统采用先进的LoRa无线通讯、微处理器、传感器、数据库管理等技术对运行中断路器的机械特性、温度等进行长期连续监视，实时在线监测断路器的运行状态，通过提取断路器机械运动参数，建立标准的断路器监测模型和完整的专家诊断系统，对采集到的数据进行分析诊断，对每一个波形数据提供完善的评价体系等。

    本产品采用以太网TCP/IP协议，通过以太网把数据传送到数据服务器，实现本地数字化、远程网络化、监测与预警自动化，快速而又精准的对断路器的问题进行定位，为运行调度和检修人员提供快速、准确的信息，推动泛在电力物联网的建设。

系统功能

     本系统可实现对断路器带电运行状态和停运状态两种模式的监测。

检测项目

    ★ 断路器分、合闸线圈电流波形

    ★ 断路器分、合闸时间

    ★ 储能电机电流

    ★ 储能时间

    ★ 动作行程波形图（选配）

    ★ 断路器分合闸状态和储能状态

    ★ 断路器分合闸次数及失败次数统计

产品优点

根据《电力设备预防性试验规程》（DL/T596-1996）、《12kV户外高压真空断路器检修工艺规程》（DL/T 391-2010）及国家电网公司发布的《高压开关设备反事故技术措施》，江苏久创电气科技有限公司研制的断路器在线状态监测装置，为断路器的检修提供科学依据，其主要优点：

l 不影响、不改变断路器本身结构、接线及特性。

l 满足各种常规三相断路器、铁路牵引单相断路器、地铁直流断路器等各种形式的监测要求。

l 液晶彩色触摸屏（选配）显示断路器的运行状态及健康状况，实时获取断路器参数及曲线。

l 可通过有线或无线集中显示，满足了新建项目和改造项目的不同需求。

l 对断路器分合闸线圈及储能线圈进行实时监测，线圈电流异常时进行报警，装置采用穿芯式霍尔传感器采集电流信号，不影响断路器原有操作，提高供电可靠性。

l 断路器真空度在线监测，并将设备状态上传触摸屏或后台显示。

l 带标准的以太网、RS485及物联网无线通信接口，也可扩展为IEC61850规约，符合泛在电力物联网的建设标准。

检测意义

   断路器分闸、合闸时间：分合闸时间的变化反映出机构的灵活性及机构磨损信息。

   断路器分闸、合闸线圈电流曲线：机构卡涩，开关分、合不到位，分、 合闸铁芯卡死或机构转轴生锈，都将造成线圈烧毁，这些故障都可以从线圈电流上反映出来。

   储能时间：储能机构中合闸弹簧强度下降、部件磨损或卡涩、电机故障、微动开关故障等，对断路器的储能或分合闸操作产生不利影响

   储能电流曲线：通过监测储能电机的电流能够监测弹簧、储能机构以及电机和微动开关的状态。

   断路器分合闸次数及失败次数统计：直观显示断路器操作次数与操作状态。

  检修人员可根据装置所测量的上述参数了解断路器的运行状态，掌握断路器的运行参数，从而进行检修计划的制定和调整。

传感器的安装

机械特性监测包括分合闸线圈电流波形、储能状态等，涉及传感器比较多。分合闸线圈电流波形由小电流传感器以穿芯方式从分、合闸控制回路取样，传感器应紧固于合适的位置；储能状态的监测包括储能电机的电流和电压，其中电流由小电流传感器以穿芯方式从储能电机电源回路取样，电压可由分压器取样，确保电流和电压传感器不影响储能电机的安全运行。

穿芯式电流传感器安装图

穿芯式电流传感器线槽里安装图