真空斷路器壽命在線檢測(cè)系統(tǒng)
真空斷路器是近十幾年來快速發(fā)展起來的一種新型電器。同傳統(tǒng)的油斷路器相比,具有許多優(yōu)點(diǎn),如不燃爆、不污染、免檢期長(zhǎng)、可頻繁操作、較小的觸頭間隙、體積孝重量輕、電弧不外露、壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn),它正逐步取代傳統(tǒng)的少油斷路器而成為中壓配電系統(tǒng)的主要開關(guān)設(shè)備。
當(dāng)前,隨著真空斷路器在中壓配電系統(tǒng)中日益廣泛的采用,對(duì)其電壽命的在線監(jiān)測(cè)也變得非常重要。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),得出其剩余電壽命,并給出一定的報(bào)警信號(hào),維護(hù)人員即可進(jìn)行及時(shí)的處理,從而避免重大事故的發(fā)生。
傳統(tǒng)的電壽命監(jiān)測(cè)方法一般都建立在對(duì)開斷電流準(zhǔn)確測(cè)量的基礎(chǔ)上,由于斷路器在實(shí)際運(yùn)行中,開斷電流的變化范圍非常大,且在開斷短路電流情況下有時(shí)會(huì)含有直流分量,電流互感器(CT)會(huì)出現(xiàn)不同程度的飽和,因此準(zhǔn)確測(cè)取開斷電流存在一定的困難。另外,傳統(tǒng)的電壽命監(jiān)測(cè)方法是開斷電流的次數(shù),通常在開關(guān)柜中有一個(gè)開斷電流次數(shù)的計(jì)數(shù)器,使用該方法監(jiān)測(cè)斷路器的壽命,只需要進(jìn)行開斷電流的測(cè)量和簡(jiǎn)單的計(jì)算,在實(shí)際操作中忽略了實(shí)際因素,因而在一些情況下誤差會(huì)很大。所以,用傳統(tǒng)的電壽命監(jiān)測(cè)方法準(zhǔn)確度比較低;再者,由于技術(shù)因素的限制,這種方式所能夠提供的信息量也比較有限。
隨著傳感技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及微電子技術(shù)的發(fā)展,開發(fā)出真空斷路器電壽命智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是完全可能的,也是非常必要的。并且,它可以給出較多的信息量和提供報(bào)警信息,所以對(duì)于電網(wǎng)的安全運(yùn)行有著重要的意義。
為此,我們擬研制和開發(fā)出一套針對(duì)真空斷路器電壽命的智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。用于在線監(jiān)測(cè)真空斷路器的剩余電壽命、開斷短路電流次數(shù)以及開斷電流的數(shù)值等參數(shù),并給出相應(yīng)的報(bào)警信息,保障電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。 在樣機(jī)研制成功后,將對(duì)一個(gè)變電站中的約20臺(tái)10kV的真空斷路器安裝此監(jiān)測(cè)裝置,并進(jìn)行集中監(jiān)控。
真空斷路器電壽命臨測(cè)的研究狀況:
對(duì)于真空斷路器來說,影響電壽命的主要岡素是斷路器開斷電流時(shí)山于電弧作用而產(chǎn)生的電磨損,主要有接觸表面的破壞、金屬材料的損失和變形等。電磨損會(huì)影響滅弧室滅弧的性能。由于不同電流下觸頭的燒損與電流的大小不是簡(jiǎn)單的比例關(guān)系,因此,對(duì)于電壽命的監(jiān)測(cè),簡(jiǎn)單的累計(jì)開斷電流的方法誤差很大。
種普遍采用的方法是開斷電流加權(quán)累計(jì)法,開斷電流加權(quán)累計(jì)法采用以下公式: Q= 公式(1) 式中 是第I次斷開的電流值、 是加權(quán)系數(shù)。 一般在1.5到2之間,一般由斷路器的電壽命曲線得到,Q即為開斷電流加權(quán)累計(jì)值(累計(jì)電磨損值)。將Q與閾值進(jìn)行比較,可以判斷電壽命剩余情況。這種方法只需要知道每次開斷電流的大小,比較簡(jiǎn)單實(shí)用。
有關(guān)參考文獻(xiàn)應(yīng)用模糊理論,提出斷路器電壽命的綜合判斷方法。根據(jù)影響電壽命的六個(gè)主要因素—首開相的燃弧時(shí)間、后開相的燃弧時(shí)間、開斷速度、開斷時(shí)間、首開相在三相中的均勻度和等效開斷電流的電磨損系數(shù)對(duì)斷路器的電壽命進(jìn)行判斷。由于不同因素的權(quán)重不盡相同,應(yīng)用這種方法需要大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù),給這種方法的實(shí)際應(yīng)用帶來了一定的困難。
目前,由于在強(qiáng)電磁干擾條件下測(cè)試開斷大電流方面的困難,國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)幾個(gè)單位在理論上作了一些論證,但還沒有研制出針對(duì)真空斷路器電壽命監(jiān)測(cè)的專門化裝置,但如前文所述,由于真空斷路器在系統(tǒng)中日益廣泛的采用,這種裝置的出現(xiàn)是遲早之事。
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