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摘要：在电力系统中，断路器是一种非常重要的开关设备，某种程度上对电力系统的能否安全运行起着决定性的作用。对断路器状态进行评价有助于对断路器的运行状态进行掌握，进而制定出合理的检修计划。然而，目前对于高压断路器状态评价还存在很多不足，急需建立起更为准确有效的评价方法。本文建立了六氟化硫断路器状态的多层模糊评价模型，并应用该模型对断路器状态展开了分析。最后，根据某种110kV的六氟化硫断路器的相关数据，进行实际分析计算。
关键词：六氟化硫断路器；多层模糊评价
1 引言
随着改革开放的不断深入和科技水平的不断提高，我国的电网容量的也呈现出逐渐增长的趋势，电力系统对供电可靠性也提出了更高的要求[1-3]。电力设备是电力系统的基本组成部分之一，对于电力系统的安全稳定运行具有十分重要的作用[4-9]。而断路器是电力系统中最重要的开关设备，它在电网中同时发挥着控制和保护的作用，如果断路器产生故障就会造成大面积停电，进而对人们的生产生活产生很大的影响。在新的时代背景下，电力系统将拥拥有更多的发展机会和更广阔的发展空间，这也对断路器提出了更高的要求[5-9]。因此，对电路器的状态进行评价和分析具有十分重要的意义。
2 断路器状态多层模糊综合评价
2.1 断路器状态评价因素
研究表明，产生断路器故障的原因有很多，主要包括机械故障、操动机构和辅助回路元件事故、灭弧室和绝缘部分产生的事故等。本文根据断路器的主要故障类型，结合前人的研究成果和运行经验，将断路器状态的评价因素划分为五个方面，分别是开断磨损、试验参数、绝缘介质、工作环境和其他因素。又分别根据上述五种因素的特点和影响因素对其进行了细分。其中开断磨损的评价因素主要包括三方面，分别是触头的相对电磨损、累计动作次数以及使用时间；试验参数方面的评价因素主要包括两个方面，分别是机械与电气，而机械方面又考虑到了四种影响因素，分别是分闸不同期、合闸不同期、刚合速度和刚分速度，电气方面则考虑了三个影响因素，分别是主回路电阻、分合闸线圈的直流电阻、最低动作电压；在对绝缘介质因素进行评价时，本文以六氟化硫气体为例，选择了与断路器绝缘情况密切相关的气体压力和灭弧室微水含量等作为评价因素。第四方面，工作环境。本文选取了温度、湿度等作为断路器工作环境的评估因素。第五方面，其他因素。包括外观方面的操动机构、主体结构、回路部分；维修记录方面的本短路维修状况、同类断路器维修状况；生产厂家方面的厂家实力、认同度、产品成熟度等。
2.2 断路器状态多层模糊综合评价过程
断路器状态多层模糊综合评价的具体步骤如下：
（1）建立评判对象的因素集。根据2.1节的分析建立了因素集，可表示为 （1）
式中，U表示因素集；ui表示因素集中第i个因素；n为因素的个数。
（2）确定各评价因素的权重。
（3）建立评价集。按照六氟化硫的相关规定和需要，把六氟化硫断路器状态的评估结果划分为V1、V2、V3、V4四个等级。V1代表正常状态，在这种状态下只需对六氟化硫断路器进行常规的巡视；V2代表注意状态，在这种状态下，应该加强对六氟化硫断路器的巡视；V3代表异常状态，这种情况下应该进行特殊巡视，加强对其运行状态的监视，同时在适当的时间进行停电检修；V4代表严重状态，在这种状态应该及时对六氟化硫短路器进行检修。表1给出了评估指标云模型表述值和隶属函数。
（4） 对评价指标进行处理。得到评判指标的计算结果后，运用最大隶属度法给出评判等级。
（5）对最底层的所有评价指标进行评价。分别计算每个评价指标的权重A=（a1，a2…as）与隶属度。
3 应用实例
本文选取了某种110kV的六氟化硫断路器来对其状态进行评价和分析，这个110kV六氟化硫断路器的机械寿命是二十五年，目前已经使用了九年，总共开断一百一十八次，对该110kV六氟化硫断路器进行预防性试验，试验结果表明这个110kV六氟化硫断路器的分/合闸不同期分别是一点四毫秒和零点九毫秒，分/合闸线圈直流电阻是二百一十欧姆，导电回路电阻是三四十欧姆，刚速度是四点三米每秒，刚合速度是三点八米每秒，分闸动作电压是一百二十伏特，合闸动作电压是一百零五伏特，在绝缘介质中六氟化硫的压力是零点六五兆帕，报警压力是零点六二兆帕，湿度是一百六十ppm。
3.1 开关磨损的评估
按照所选断路器的相关参数进行及时，可以其相对磨损、开断次数和使用年限的函数值：
3.2 运行参数的评估
根据该断路器机械运行方面的参数进行计算，可以得到该110kV的六氟化硫断路器的分闸不同期、合闸不同期、刚分速度和刚合速度：
运用模糊综合评价模型计算可得到运行参数有关机械方面的评判结果：
运行的110kV六氟化硫断路器绝缘的其他因素的隶属度是通过专家模糊统计法获得的：
结合相关权重分配，可得：
按照最大隶属度原则，结合评语集，能够判断出本文所选的断路器处于“正常”的运行状态，进行正常巡视即可。而实际上，该110kV六氟化硫断路器的运行状况也较为正常稳定，证明了本文的评价方法的有效性。
4 结论
本文围绕六氟化硫断路器状态评价中常用的多层模糊评价模型中指标权重和隶属函数确定两大方面进行研究，确定了路器运行状态评价的指标权重和隶属度，并对110kV六氟化硫断路器的运行状态进行了评估。通过实例证明了本文评价方法的有效性，为高压断路器运行状态的评价与分析提供了新的思路。
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作者简介：
马涛（1982.07--）；性别：男；学历：本科；现有职称：中级工程师；研究方向：电力系统及其自动化；
论文作者:马涛
论文发表刊物:《电力设备》2016年第10期
论文发表时间:2016/7/24
标签：断路器论文; 评价论文; 状态论文; 因素论文; 六氟化硫论文; 电力系统论文; 本文论文; 《电力设备》2016年第10期论文;