[发明专利]高压断路器分合闸时间的在线监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压断路器的在线监测方法，特别是一种高压断路器分合闸时间的在线监测方法。

背景技术

电力系统的装置中，高压断路器数量最多、检修量大、费用高。有关统计数据表明，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。过去实行以周期(时间)为依据的计划检修，据统计，10％的断路器故障是由于不正确的检修所致，断路器在大修中要完全解体，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。为了提高检修的针对性，需要对高压断路器实施状态在线监测，使计划检修向状态检修转变，以在线监测数据为依据做出检修决策。

高压断路器的分/合闸时间是断路器在线监测的一项重要内容，也是衡量断路器状态的一个重要指标，其有关参数定义如下：

合闸时间：从接到合闸指令瞬间起到所有极触头都接触瞬间为止的时间。

分闸时间：从接到分闸指令瞬间起到所有极触头都分离瞬间为止的时间。

合闸不同期：从首极触头合开始到所有极触头都合为止的时间。

分闸不同期：从首极触头分开始到所有极触头都分为止的时间。

根据定义，断路器的分/合闸时间就是断路器分/合闸回路带电的起始时刻和断路器触头分/合完毕时刻的时间差，时间的精度要求为1毫秒。整个过程牵涉到两个时刻的确定问题，第一就是断路器分/合闸回路带电的起始时刻；第二就是断路器触头分/合完毕的时刻。

对于第一个问题，目前的做法是，在线监测装置中普遍采用霍尔传感器采样断路器分/合闸回路中线圈的电流，并以此作为分/合闸回路带电的判据，当分/合闸线圈带电时，断路器的分/合闸过程就开始了。在对电流的监测中，必须设置一个电流的门槛值，当分/合闸线圈电流大于这个门槛值时，就认为断路器的分/合闸过程开始了，这点的时刻就作为断路器分/合闸开始的时刻。这种方法存在以下几个缺点：1：断路器的分/合闸线圈的电流本身就是断路器在线监测的一个对象，分/合闸线圈电流的大小、持续时间长短反映了断路器的机械操作机构的好坏，体现了断路器的机械特性的优劣，一旦操作机构性能不良，直接影响断路器的分/合闸线圈电流的大小；2：不同的断路器的分/合闸线圈的电阻和电抗是不同的，相应的分/合闸线圈的电流也会不相同；3：不同的线圈不同的R-L参数影响电流上升的陡度，“有流无流”阀值或门槛值很难设定，增加了测量误差的不确定因素；4：断路器分/合闸线圈电流具有一个变化的过程，不同的门槛值会对应不同的时间点，因此，不同的门槛值的设置会产生分/合闸过程的不同的起始时刻；5：断路器的故障(包括操作机构的故障)会引起线圈电流的变化。

对于第二个问题，已有的不同的在线监测装置采用不同的方法。

1)通常采用外部的电流互感器，取断路器主回路最后一相电流有无的时刻作为断路器触头分/合完毕的时刻。实际上，合闸时，当断路器动触头还没有达到合闸位置点时主回路就已有预击穿电流通过，因此电流的有无并不能正确反映断路器的触头的实际合闸时刻。这种方法还存在以下几个缺陷：第一，必须要有负荷电流的存在，一旦操作过程没有负荷，就不能监测到电流的存在，也就无法定位；第二，判断电流存在的门槛值的大小影响着断路器触头分/合完毕时刻的精度；第三，在线监测装置中必须要设置电流互感器，如果与原来系统中存在的电流互感器合用，监测装置的损害很可能会影响使用电流互感器的其他装置的性能，这有悖于增加的监测装置不能破坏原来装置的性能的原则。

2)有的加设振动传感器，采用基于机械振动信号来判定断路器触头分/合完毕的时刻。