论文部分内容阅读
摘要：目前，我国的电力行业基础建设迅速，在变电站中非常重要的一次设备就是高压断路器，随机相位跳闸对断路器会造成比较大的冲击，可能会出现过电压，所以为了抑制断路器过电压，需要实现断路器跳合闸相位控制，实现这一控制的装置就是选相控制器。对于选相控制器的研究，我国起步比较晚，2005年之后才开始对其进行研发并且投入市场使用。如今，我国对电力的需求不断提高，不断增加输电电压等级，增加更为昂贵的电气设备，使得选相控制器在变电站中使用越来越广泛。然而也暴露出选相控制器的问题，比如抗干扰性较弱、计算准确度较低等。于是文章将研究基于选相控制的高压断路器过电压抑制方法，主要对选相控制器提出优化措施，从而提高选相控制器的效果。
关键词：高压断路器;常见故障;问题分析
引言
高压断路器是电力系统重要构成之一，其主要负责实现对电路的保护和控制。电网对高压断路器的运行提出新要求，要确保高压断路器可安全运行，一方面需提高断路器自身生产质量，另一方面要强化日常检修、维护，有效预防故障出现。传统计划检修工作模式依然不能满足大规模电网检修需求，故需针对高压断路器开展在线监测，掌握设备实时工作状态、缺陷和不足，深入研究高压断路器常见故障检修及状态监测方式，为故障诊断提供更多数据支持，便于迅速找到故障解决办法，控制电网稳定运行。
1高压断路器常见故障及检查
高压断路器运行状态是否稳定直接决定电网整体运行是否稳定，故需掌握高压断路器各项故障，对每种故障都有合理的应对措施，有效处理故障，控制异常风险，也为后续状态监测奠定基础。拒动、误动、载流及绝缘问题都是常见的高压断路器故障，需按照不同类型故障采取不同检修方式。
1.1拒动
高压断路器拒动分为拒分、拒合两种故障，拒分对电网威胁较大，会导致越级跳闸，导致系统瘫痪。拒动则是多方面因素造成的故障。
1.1.1机械
例如，机械方面，操作系统及传动系统发生机械故障，就会导致高压断路器拒动。对此类故障诊断，需按照具体情况具体处理。若为液压操作机械故障，应检查气压表、低压闭锁是否正常工作。如气动出现故障，需检查压缩空气管道内构件是否正常，若管道内部排水不及时，易出现冻结，影响设备运行;若出现冻结，需及时解冻，排净水污，检查压缩空气管道中各个部件是否出现异常，正常情况下则将矛头转向内部元件及压缩管道回路故障检查。
1.1.2电气
电气主要是控制及辅助回路方面，出现端子排接线脱落、开关接触不良、闸线线圈损坏等，都会影响高压断路器功能实现。对其故障进行的诊断检查，可先检查电气控制电源，观察电压是否合理，若电压过低，需调整到规定值。之后运行系统，检查各项电气控制是否到位，若发现为操作机构辅助异常导致出现故障，则需通知专业人员检修处理。
1.2误动
误动是断路器二次回路接线及操作机械故障所致，操作中若分合的电梯贴其电压较低，对应的操作控制回路直流接地，断路器出现误分。若负责分合闸的电磁铁扣入较少，断路器运行中周围有较长时间的振动的同时设备长期运行，就可能导致断路器在无控制命令下自动分合闸。对于误动故障，可对设备控制回路的直流系统接地性进行检测，无故障过后可对高压断路器周围检查，看是否存在施工或者其他原因导致的强烈振动，检查出具体原因后进行处理。
1.3绝缘
绝缘故障发生频率在高压断路器总故障中占比较多，其故障分为内绝缘故障、外绝缘故障及瓷套闪络故障。外绝缘故障很容易便可发现并处理，而断路器内异物易导致故障，需进行有针对性的检查。
1.4载流
载流是高压断路器触头接触不良，导致触头出现不同程度的过热现象，引起载流。该状况需要电力部门做好沟通，先减轻电网的实际负荷，安装新的断路器触头。而对于新的断路器触头发生异常的，可能是安装过程中断路器的动触头及静触头没有对中，导致接触不良。
2优化措施分析
2.1机构箱面板改造
原有的断路器机构箱面板上预留的观察窗口过小，导致巡检人员无法有效掌握分合闸弹簧位置、状态。为此，对机构箱面板进行改造，通过增大观察窗口面积，使得巡检人员通过观察窗口可直观掌握分合闸弹簧位置、状态，从而在日常巡检中发现并消除断路器潜在的故障。
2.2信号回路改进
断路器中行程开关SQ3用以监测分合闸储能弹簧，具体是断路器中A、B、C三相行程开关SQ3常闭点均采用一个中间继电器监测弹簧储能情况，采用该种连接方式无法区确定断路器中A、B、C三相分合闸储能弹簧故障。为了解决上述问题，在保持断路器原有分合存储弹簧信号回路不变情况下，通过将断路器中A、B、C三相SQ3常开点与测控箱连接，并在后台分别对A、B、C三相SQ3常开点定义为“A相储能弹簧未储能”“B相储能弹簧未储能”“C相储能弹簧未储能”。通過对信号回路进行改进，可监视断路器中每相储能弹簧储能情况，从而便于值班人员或巡检人员精准发现未储能弹簧。
2.3系统总体设计
高压断路器状态监测系统的设计分为硬件设计和软件设计。硬件设计包括AD7606采样电路、信号调理电路、U盘存储电路及RS485通信接口电路等。高压断路器的合分闸线圈电流信号经霍尔电流传感器及其信号调理电路将转换成电压信号，触头行程信号经直线位移传感器转换成电压信号，AD采样模块将电压信号转变为数字信号，数字信号传输至微处理器TMS320C28346并进行计算分析，分析后的数据可保存至U盘，最终通过RS485传输到触摸屏上显示监测报告。软件设计包括主程序、信号采样程序、U盘存储程序、MODBUS传输程序及触摸屏程序。上电后，主程序首先初始化，调用信号采样程序，对数据进行分析，调用存储程序保存数据，调用MODBUS程序实现数据传输，最终调用触摸屏程序实现显示。
3结语
综上所述，高压断路器是电网中的重要安全设备之一，断路器能否正常运行直接关系到电力供应的稳定性，故需要对高压断路器落实不同方面的状态检测，为断路器的故障诊断及处理奠定坚实基础。除此之外，还须针对高压断路器触头使用落实其使用寿命的监测，以多方面的状态监测，保障电力系统安全。
参考文献
[1]史建博.光控模块式真空断路器选相控制系统的设计[D].大连：大连理工大学，2011.
[2]徐丽青，李帅，陈庆旭等.一种新型智能选相控制器设计及抗干扰措施[J].中国电力，2016，48（2）：176-179.
[3]石立平，方鸿发.交流接触器选相分合闸控制器[J].低压电器，1991（02）：5-8.
关键词：高压断路器;常见故障;问题分析
引言
高压断路器是电力系统重要构成之一，其主要负责实现对电路的保护和控制。电网对高压断路器的运行提出新要求，要确保高压断路器可安全运行，一方面需提高断路器自身生产质量，另一方面要强化日常检修、维护，有效预防故障出现。传统计划检修工作模式依然不能满足大规模电网检修需求，故需针对高压断路器开展在线监测，掌握设备实时工作状态、缺陷和不足，深入研究高压断路器常见故障检修及状态监测方式，为故障诊断提供更多数据支持，便于迅速找到故障解决办法，控制电网稳定运行。
1高压断路器常见故障及检查
高压断路器运行状态是否稳定直接决定电网整体运行是否稳定，故需掌握高压断路器各项故障，对每种故障都有合理的应对措施，有效处理故障，控制异常风险，也为后续状态监测奠定基础。拒动、误动、载流及绝缘问题都是常见的高压断路器故障，需按照不同类型故障采取不同检修方式。
1.1拒动
高压断路器拒动分为拒分、拒合两种故障，拒分对电网威胁较大，会导致越级跳闸，导致系统瘫痪。拒动则是多方面因素造成的故障。
1.1.1机械
例如，机械方面，操作系统及传动系统发生机械故障，就会导致高压断路器拒动。对此类故障诊断，需按照具体情况具体处理。若为液压操作机械故障，应检查气压表、低压闭锁是否正常工作。如气动出现故障，需检查压缩空气管道内构件是否正常，若管道内部排水不及时，易出现冻结，影响设备运行;若出现冻结，需及时解冻，排净水污，检查压缩空气管道中各个部件是否出现异常，正常情况下则将矛头转向内部元件及压缩管道回路故障检查。
1.1.2电气
电气主要是控制及辅助回路方面，出现端子排接线脱落、开关接触不良、闸线线圈损坏等，都会影响高压断路器功能实现。对其故障进行的诊断检查，可先检查电气控制电源，观察电压是否合理，若电压过低，需调整到规定值。之后运行系统，检查各项电气控制是否到位，若发现为操作机构辅助异常导致出现故障，则需通知专业人员检修处理。
1.2误动
误动是断路器二次回路接线及操作机械故障所致，操作中若分合的电梯贴其电压较低，对应的操作控制回路直流接地，断路器出现误分。若负责分合闸的电磁铁扣入较少，断路器运行中周围有较长时间的振动的同时设备长期运行，就可能导致断路器在无控制命令下自动分合闸。对于误动故障，可对设备控制回路的直流系统接地性进行检测，无故障过后可对高压断路器周围检查，看是否存在施工或者其他原因导致的强烈振动，检查出具体原因后进行处理。
1.3绝缘
绝缘故障发生频率在高压断路器总故障中占比较多，其故障分为内绝缘故障、外绝缘故障及瓷套闪络故障。外绝缘故障很容易便可发现并处理，而断路器内异物易导致故障，需进行有针对性的检查。
1.4载流
载流是高压断路器触头接触不良，导致触头出现不同程度的过热现象，引起载流。该状况需要电力部门做好沟通，先减轻电网的实际负荷，安装新的断路器触头。而对于新的断路器触头发生异常的，可能是安装过程中断路器的动触头及静触头没有对中，导致接触不良。
2优化措施分析
2.1机构箱面板改造
原有的断路器机构箱面板上预留的观察窗口过小，导致巡检人员无法有效掌握分合闸弹簧位置、状态。为此，对机构箱面板进行改造，通过增大观察窗口面积，使得巡检人员通过观察窗口可直观掌握分合闸弹簧位置、状态，从而在日常巡检中发现并消除断路器潜在的故障。
2.2信号回路改进
断路器中行程开关SQ3用以监测分合闸储能弹簧，具体是断路器中A、B、C三相行程开关SQ3常闭点均采用一个中间继电器监测弹簧储能情况，采用该种连接方式无法区确定断路器中A、B、C三相分合闸储能弹簧故障。为了解决上述问题，在保持断路器原有分合存储弹簧信号回路不变情况下，通过将断路器中A、B、C三相SQ3常开点与测控箱连接，并在后台分别对A、B、C三相SQ3常开点定义为“A相储能弹簧未储能”“B相储能弹簧未储能”“C相储能弹簧未储能”。通過对信号回路进行改进，可监视断路器中每相储能弹簧储能情况，从而便于值班人员或巡检人员精准发现未储能弹簧。
2.3系统总体设计
高压断路器状态监测系统的设计分为硬件设计和软件设计。硬件设计包括AD7606采样电路、信号调理电路、U盘存储电路及RS485通信接口电路等。高压断路器的合分闸线圈电流信号经霍尔电流传感器及其信号调理电路将转换成电压信号，触头行程信号经直线位移传感器转换成电压信号，AD采样模块将电压信号转变为数字信号，数字信号传输至微处理器TMS320C28346并进行计算分析，分析后的数据可保存至U盘，最终通过RS485传输到触摸屏上显示监测报告。软件设计包括主程序、信号采样程序、U盘存储程序、MODBUS传输程序及触摸屏程序。上电后，主程序首先初始化，调用信号采样程序，对数据进行分析，调用存储程序保存数据，调用MODBUS程序实现数据传输，最终调用触摸屏程序实现显示。
3结语
综上所述，高压断路器是电网中的重要安全设备之一，断路器能否正常运行直接关系到电力供应的稳定性，故需要对高压断路器落实不同方面的状态检测，为断路器的故障诊断及处理奠定坚实基础。除此之外，还须针对高压断路器触头使用落实其使用寿命的监测，以多方面的状态监测，保障电力系统安全。
参考文献
[1]史建博.光控模块式真空断路器选相控制系统的设计[D].大连：大连理工大学，2011.
[2]徐丽青，李帅，陈庆旭等.一种新型智能选相控制器设计及抗干扰措施[J].中国电力，2016，48（2）：176-179.
[3]石立平，方鸿发.交流接触器选相分合闸控制器[J].低压电器，1991（02）：5-8.