刘亚伟 宋阳阳
（国网乌鲁木齐供电公司 新疆乌鲁木齐 830000）
摘要：随着我国电力业的迅猛发展，以及先进科学技术在电力系统中的广泛应用，使得我国计划体制下采用的电力系统设备定期维修的制度，已不能满足电力生产的实际需求。由于近些年来电力系统的电网容量和电压等级在不断提高，所以要及时了解和掌握断路器的运行状态及变化趋势，以预防断路器发生故障而影响整个电力系统的正常运行。因此，依靠断路器在线监测，使其建立在电力设备正常运行的基础上进行检修，是当前一项科学的检修制度，不但能够提高断路器的工作效率，而且也带来了巨大的社会效益和经济效益。
关键词：高压断路器；真空断路器；在线监测系统
一、断路器在线状态监测的意义
高压断路器在线状态监测系统用于变电站、开闭所、电厂高压断路器的机械性能、电气绝缘性能、触头电寿命及操作回路工作状态的监测，通过综合分析在线监测的数据和相关历史数据，诊断出高压断路器当前的工作状态，为电气设备状态检修提供决策依据。电力系统中，高压断路器数量最多、检修量大、费用高。有关统计表明，变电站维护费用的一半以上是用在高压断路器上，而其中60%又是用于断路器的小修和例行检修上。另外据统计，10%的断路器故障是由于不正确的检修所致，断路器的大修完全解体，既费时间，费用也很高，而且解体和重新装配会引起很多新的缺陷。在目前相对保守的计划检修中，检修缺乏一定的针对性。
断路器在线状态监测系统能及时了解断路器的工作状态、缺陷的部位，减少过早或不必要的停电试验和检修，减少维护工作量，降低维修费用，提高检修的针对性，可显著提高电力系统可靠性和经济性。在线监测主要包括机械性在线监测、触头电寿命监测等，监测内容有泄漏电流监测、气体密度监测、开断次数监测、开断电流监测、振动波形监测、分合闸线圈电流波形监测、断路器红外成像监测和操作机构油压监测等。
二、断路器在线监测系统要求
2.1系统总体结构
系统应采用快速以太网相连接，单双网皆可，系统应支持TCP/IP、IPX/SPX，NETBEUI等多种网络通讯协议；系统运行于客户服务器模式下，网上各台机器应相互冗余，如果只有一套前置系统和一台后台机运行，应也可完成断路器在线监测系统的最基本功能而不致崩溃，安全性要好。
系统应采用实时数据库和商用数据库相结合的方式以满足监控系统对数据实时性和标准性的双重要求，系统所保存的实时数据和历史数据都应按标准的数据库格式存放，支持SQL语言查询，数据接口要完全开放。
系统所生成的应用软件应符合微软的视窗标准，升级方便。系统开放性要好，应可以任意集成其他厂商提供的软件模块，便于功能扩展，使用环境应友好，操作、维护应简易。
2.2系统硬件结构、软件功能要求
前置系统：与各变电站站内断路器在线监测装置通讯，对规约进行解释和数据预处理，前置系统可以对双通道进行处理，确保通讯畅通。前置系统可采用通讯口控制器和终端服务器，数采网和系统主网络分开，和厂站的通讯方式可采用模拟方式、数字方式或网络方式。调制解调器和光电隔离器均采用单板单路结构，双电源供电，同、异步自动转换维护工作站，维护人员可在其上对系统进行维护，完成数据库、图形、表格等参数的生成及修改。
数据服务器：用于存放数据库、图形、表格、历史数据，同时商用数据库也放在该服务器上。作为后台数据处理的核心，系统正常情况下的数据处理应以该服务器为准，以确保数据一致性。
WEB系统：用于向MIS发布数据、图形。网络系统：采用100M交换式双网络结构，网管系统自动调整网络数据流量，任一网络出现问题都可以自动切换到另一网络系统上，支持远程电话拨号联接，网络通讯协议为标准的TCP/IP协议。
系统结构大小需根据需求灵活调整、扩充，网上接入的工作站数目基本不受限制，可以接入各种用途的工作站。
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2.3系统功能要求
（1）数据采集
断路器在线监测系统应实时采集各变电站各条线路的运行状态，以及开关动作时所上送的保护电流、测量电流、分合闸电流、开关行程等数据。同时，也应向各采集管理单元发送各种数据信息及控制命令。
（2）数据处理
断路器在线系统采集数据后，应立即进行数据处理。
（3）维护功能要求
装置应便于维护操作。现在国内已经有厂商开始试制断路器在线监测系统，并且具备基本功能，正逐步完善，也越来越注重使用方的日常维护要求。从使用角度出发，一般应具有以下功能：定值整定、清动作计数器、装置复位、时钟操作、取装置运行状态、取线路实时运行数据等。
三、高压断路器状态在线监测系统的检修
3.1传统高压断路器的检修
目前高压断路器基本采用定期检修的制度对其进行维护。定期检修又被称作计划检修或预防检修，通常是根据设备的具体运行周期制定各种检修计划，并贯彻以预防为主的方针。通过长期的实践应用，我们发现定期检修有一个缺点——检修的盲目性。高压断路器一般3～10年进行一次大修，在如此长的时间周期里，定期检修则不能很好地捕捉到运行事故的发生，这样就会使其的预防作用失效，从而导致出现检修不足的情况。在设备重新装配和解体时，会造成许多缺陷，过度检修在很大程度上会降低设备的使用寿命。在对断路器事故的责任分类调查中我们也发现，检修不当也占了相当大的比例。
高压断路器的各个运行部件在使用多长时间上需要更换，仍是一个存在争议的问题。由于计划检修比较保守，经常会出现一些部件在长期使用后，更换时其性能仍然良好的现象，而当某些部件出现缺陷却没有被及时发现时，将导致电网事故的发生。因此，对断路器的状态进行更近一步的了解，可以减少不必要的停电检修和试验，从而在很大程度上提高了电力系统的可靠性和经济性。
3.2高压断路器状态在线监测系统检修
高压断路器状态在线监测系统可以在设备正常运行的情况下，根据设备运行的实时参数，对高压断路器进行状态检修。状态检修既能捕捉故障征兆，从而防止事故发生和扩大，又能使设备尽量减少停运次数，大大保证了系统的正常供电。状态检修的必要性具体体现在以下几个方面：首先，状态检修是降低设备检修费用的重要措施；其次，状态检修是以设备的具体运行情况来确定其使用过程是否良好，这种方法具有一定的合理性和科学性，可以有效地避免检修过度和检修不足；最后，状态检修还能够降低设备停电的次数、减少停电时间，增强了设备供电方面的可靠性。
通过高压断路器状态在线监测系统进行状态检修，是一种较为科学的检修模式，其克服了定期检修的缺点，避免了各项资源的浪费，显著地提高了供电可靠率、劳动生产率以及社会效益和经济效益等。
四、结语
总而言之，在供配电系统中，由于高压断路器故障导致的非计划停电事故占总停电事故的半数以上，直接影响了电力系统运行的安全性及可靠性。所以，研究高压断路器状态在线监测系统是一项意义重大的课题，也是一项复杂的系统工程，需要更为丰富的理论研究及实践探索去不断完善此系统。
参考文献：
［1］陈恒祥，张玥．高压断路器在线监测与故障诊断系统［J］．电子技术与软件工程，2016，（21）：227．
［2］钟建英，孙银山，张文涛，张一茗，刘逸凡，代克杰，孔海洋．基于分合闸线圈电流信号的高压断路器在线监测系统［J］．现代电子技术，2016，（22）：133－137．
［3］陈志英，周小娜，卢超龙．高压断路器合（分）闸线圈电流在线监测系统的研制［J］．厦门理工学院学报，2016，（05）：6－12．
作者简介：
[1]刘亚伟，男，汉族，助理工程师，大学本科，研究方向：变电设备状态评估和诊断。
[2]宋阳阳，男，汉族，大学本科，研究方向：电力系统调度运行与控制。
论文作者:刘亚伟,宋阳阳
论文发表刊物:《河南电力》2018年10期
论文发表时间:2018/11/16
标签：断路器论文; 在线论文; 高压论文; 系统论文; 状态论文; 监测系统论文; 数据论文; 《河南电力》2018年10期论文;