变电站断路器设备正常维护和故障处理

变电站断路器设备正常维护和故障处理

李新玲严利军

（内蒙古电力（集团）有限责任公司乌兰察布电业局内蒙古自治区乌兰察布市012000）

摘要：变电站断路器是电力系统中的重要设备之一，在电站设备中数量多、投资大，在电网中起着控制分配电能和保护设备的双重任务，其性能的可靠性直接关系到电力系统的安全运行。当它发生故障时会引起电网事故或扩大事故，造成很大的经济损失及社会影响。本文分析了变电站断路器设备正常维护和故障处理。

关键词：变电站；断路器设备；维护；故障处理；

随着国家持续不断的发展，电力建设在我国的重要性也在持续不断增加。为了保证电力在日常的生产及生活中能够正常运行，相关的电网运行维护人员需要不断地引用先进的科学技术来提升变电站的运行能力及效果。在变电站中由于存在着大量的高压断路的操作结构，因而在实际的操作过程中容易出现故障，致使整个变电站运行能力不断降低。

一、断路器常见缺陷

高压断路器的主要功能是控制和保证电力系统的正常运行，其具体功能是在正常工作电流和故障电流快速切除电力系统中能电力系统安全稳定运行，所有好的或坏的表现。

1.油断路器是在绝缘油作为断路器，以避免电弧，以确保绝缘介质。但这是一个早期的设备，由于绝缘油是液体，所以很容易泄漏，现在很少使用。主要故障存在于漏油中，受潮受潮，导热回路因磨损和接头表面变粗糙，断路器内部束缚等。

2.避免真空断路器中的电弧作为真空断路器产生并确保绝缘介质。接触电阻存在的主要问题是不合格、熔化焊熔焊漏失、接触点与接触点不分离等。

3.断路器的组合。组合式断路器的思想是集成化、集成化等，把断路器的变压器设计成一个整体。但它也有它的缺点，因为所有的组件都被封装，引导发现早期失效，出现故障，会导致大的损失。

4.三相控制继电器不再。在现场调试过程中发现，断路器、制动器完成后，制动控制继电器不再，导致断路器合闸回路长时间充电，后续无法正常运行。

二、变电站断路器设备正常维护

在变电站的运行过程中，断路器是整个供电系统中最核心的部分，因此，需要对断路器进行定期检修及维修。同时还可以采取状态检测技术来对整个设备在运行过程中的状态进行实时检测，并进行离线状态下的监控检测，通过收集全部的信息数据来对变电站在运行过程中出现的故障进行分析与诊断，由此采取最佳的维护措施。同时，还需要通过建立起较为完善的检测系统来对相关的数据进行收集，并依照国家的相关规定来对设备的运行标准进行评估、分析及研究。进而依据相关的研究结果来对设备的运行状态拟定分级的标准，结合相关的人工智能系统来对整个设备进行检修，并针对其中存在的问题进行整合，提出相关的解决措施。此外，对于待检修设备需要依据设备的实际状态来制定相关的检修方案，并通过相关部门对检修结果进行研究与讨论，进而生成相关的技术报告，由此才能够对高压断路器的设备进行检修。通过对设备各方面进行优化与提升，同时对检测的策略及方式进行实时的调整。在进行管理的过程中还需要对之前的优秀经验进行学习，同时结合现有的技术来巩固、提升整个设备检修的水平，促进整个设备得以平稳地运行与发展，增加设备的使用寿命。（1）严格执行变电站值班制度，通过加强对变电站控制中心及巡维中心人员的相关专业技能的培训，来提升这些人员的专业化技能，增加相关管理、检修人员的责任心及责任感，使其能够在日常的工作过程中更好地服从上级命令，认真地完成自身工作，进而提升整个高压短路的运行效果。（2）严格执行交接班制度，员工在进行交接班的时候需要依照相关的规定，不能够提前或者是推后交接班的时间，同时还需要全部工作人员到场。由此才能够将变电站的具体情况交接，保证变电站不会发生相关的故障。（3）加强检查和开关传动模拟试验，加强维修人员对设备状态的检查和工作。首先要做的调整，特别是开关的实际检查模拟，控制电路，旋转部件检查，维修设备配件。每年春季和夏季两次有针对性的检查，一方面，更全面地掌握设备的真实状态，做到心底，另一方面，通过检查、维护、控制电路、旋转元件的缺陷检出率明显提高，对改善全局起到了重要作用。

三、故障处理

1.断路器特性监测。随着计算机和电子技术的发展，现在可以记录每一个动作开关动触头的曲线，结合其他参数，可以提取各种机械运动参数，如动态接触，运行时间计算，卒中动触头和动触头刚分速度，和平均速度动触头运动速度和最大速度和速度曲线等。作为一般规则，对各种机械动作的参数的最佳取值范围，如动态接触的最大的一个点制动速度不宜过大，否则会造成对组织的部分影响很大，带缓冲的工作负担；如果分、合闸速度太小，并可导致动态接触不能可靠地分、合闸操作，和成本的断路器的保护和控制功能。因此对动态接触断路器跳闸时间曲线的监测是非常重要的，是监测高压断路器状态的一项重要内容。

2.分合闸线圈电流的监测处理。断路器在每次合、分闸过程中，线圈的电流是随时间变化，变化波形中蕴藏着极为重要的信息。电磁铁线圈的电流波形中含有很多信息，反映电磁铁本身以及所控制的锁门或阀门以及连锁触头在操动过程中的工作情况，如铁心运动机构有无片滞，脱扣、释能机械负载变动的情况，线圈的状态（如电阻是否正常），与铁心项杆连接的锁门和阀门的状态。通过对合、分闸操作线圈动作电流的监测，可以大致了解断路器二次控制回路的工作情况及机械操动机构状况等，为检修提供一个辅助判据。高压、超高压断路器大多配液压、弹簧、气动等操动机构，这类机构的分合闸脱扣电磁铁，在长期运行中常发生弯曲变形、锈涩或脏污粘滞使电磁铁动作不畅而导致断路器拒动，此类故障每年约占全国开关拒动、误动总事故率的26.1%。而电磁铁铁芯的动作状况，可以通过铁芯运动与电流特性的关系反映出来，如果能记录分合闸脱扣电磁铁的电流波形，便可掌握铁芯的动作状况，预先发现问题，对这类故障起到预防作用。分、合闸操作线圈是控制断路器动作的关键元件，应用霍尔电流传感器可方便地监测多种信息的分、合电流波形。分析每次操作监测到的波形变化，可以诊断出断路器机械故障的趋势。对发生概率最大、危害性也最大的拒动、误动故障的诊断尤为有效。

3.振动信号在线监测。国内外几乎所有针对断路器振动检测的研究都集中在对振动信号的分析和处理上。不同的断路器状态下，振动信号的时域包络线会表现出一定的差异，并由此提出了一种基于振动信号包络分析的分析方法。在此方法的基础上，研制出一套便携式的断路器振动信号分析系统，已经在多台115kV及以上的油断路器和SF6断路器上得到了成功的应用，该系统能正确识别出绝缘拉杆缩短、弹簧压缩过度、触头磨损以及缓冲器失效等几种机械故障。缺点是在确定正常状态下振动信号的平均包络之前需要积累大量的运行和试验数据，由于多次机械振动信号之间的分散性使得振动信号的平均包络难以确定。另外，对故障类型的分辨上也存在一定的困难。挪威电力研究院的研究人员采用加窗傅立叶变换的方法得到了断路器振动信号的时频表示，再结合动态时间归整（DTW）法，计算出测试状态与基准状态之间振动信号的动态时间距离，从而对断路器的状态进行判断。DTW分析方法对振动波出现时间的变化有较高的灵敏度，能反映触头运动过程中机构零部件工作状态的一些变化（如润滑不良、曲柄卡滞、触头位置不正常等）。但是，这种方法对信号强度变化的反映较差，此外运算过程中需要的数据存储量近似与信号长度的平方成正比，对检测装置的要求很高。

变电站高压断路器的有效维护可以使很多潜在的缺陷提前发现并及早消除，可以使已发生的故障限制在尽可能小的范围内，只有在管理上出新招，责任到人，走出一条供电管理部门与生产厂家共同对变电站高压断路器维护管理之路，才能使变电站高压断路器事故率降至最低

参考文献：

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