CN106022556A - 多维度评估老旧sf6瓷柱式断路器重要部件状态的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多维度评估老旧SF6瓷柱式断路器重要部件状态的方法，从断路器重要部件的潜在缺陷出发进行评估，涉及液压、弹簧及气动机构的断路器，通过整合历史数据得出细化到单台断路器重要部件的运维决策，把关注对象分配到各个重要部件的运行状态上。以实际的运行数据即缺陷、技术性能指标和大小修记录这3个维度为评估基础，能有效减少不必要的运维工作，更具实用性，有效指导运行人员的运维工作，及时查找老旧断路器的故障及对故障隐患进行把控，降低运维风险，对老旧断路器的资料进行统一归类管理。可以跟踪某一台断路器的运行情况或同一型号断路器的情况。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种多维度评估老旧SF6瓷柱式断路器重要部件状态的方法。
背景技术
断路器作为电力系统控制与保护中最重要的设备之一，其动作的正确性和可靠性对控制故障影响范围、提高电力系统运行可靠性有非常重要的作用。因此，对断路器的潜在缺陷进行准确评估是一个至关重要的问题。
老旧断路器由于运行年限长，各部件的寿命接近限值，特别是易老化及易损部件，缺陷率上升，故障风险增大，一旦出现问题会严重影响电网的正常运行，对这类断路器来说潜在缺陷的评估更具重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多维度评估老旧SF6瓷柱式断路器重要部件的方法，以便有针对性地对重要部件进行多维度的评估。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种多维度评估老旧SF6瓷柱式断路器重要部件状态的方法，包括步骤：
对于老旧SF6瓷柱式断路器，预先确定待评估的重要部件和每个重要部件的潜在缺陷；
获取老旧SF6瓷柱式断路器的运行数据，从中提取每个重要部件的特征运行数据，所述特征运行数据包括：与潜在缺陷Qij描述相同的最近一次缺陷的发生时间Tj1、与潜在缺陷相关的技术性能指标的获取时间Tj2，以及最近一次大小修记录的完成时间Tj3；
若Tj1与Tj2，Tj3相比最晚发生，根据潜在缺陷Qij的严重等级评估重要部件i的运行状态；
若Tj2与Tj1，Tj3相比最晚发生，根据与潜在缺陷相关的技术性能指标的超标程度评估重要部件i的运行状态；
若Tj3与Tj1，Tj2相比最晚发生，将重要部件i的运行状态评估为正常。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明首先预估重要部件的潜在缺陷，并从多个维度全面了解各部件的运行状况，然后确定该类潜在缺陷是否存在，再对断路器运行状态进行评估，根据评估结果给出预控措施及运维策略。该评估方法可以为老旧断路器提供细化到部件的具有针对性的运维策略，涉及多种操作机构，能够有效指导运行人员的运维工作。综合缺陷数据，性能指标及大小修记录数据从3个维度对老旧断路器的重要部件进行评估，评估依据充分更具实用性且方便运行人员有针对性地对断路器进行及时维护。该方法对老旧断路器起到预防性维护作用，有效降低潜在故障风险，做到按需维护。
附图说明
图1为老旧SF6瓷柱式断路器重要部件的示意图；
图2为运行数据库的数据存储方式示意图；
图3为本发明多维度评估老旧SF6瓷柱式断路器重要部件的方法中数据分析的流程示意图；
图4为本发明多维度评估老旧SF6瓷柱式断路器重要部件的方法的流程示意图。
具体实施方式
目前大多状态评估方法将断路器作为一个整体对象进行评估，缺少对其各个部件具体哪一方面的运行状态及运维措施进行评估分析的方法，输出结果并未给出异常状态断路器的运维建议或是需要从何处入手消除隐患，降低运行风险。其次，目前针对断路器部件的评估方法主要集中在根据部件的重要度进行排序，得到部件维修的顺序值，但是重要度的计算并未立足于实际的运行数据，而是根据统计概率，更没有考虑大、小修的完成情况，缺乏实际指导意义，可能造成过度维修或不必要的维修。更没有提出具有针对性的运维措施，没有综合缺陷、技术性能指标和大、小修记录这3个维度的数据来考虑，无法对老旧断路器进行全面准确的评估。
本发明将老旧的标准定义为运行超过15年以上，实际评估过程中，可以将标准调高或调低。本评估方法首先预估重要部件的潜在缺陷，并从多个维度全面了解各部件的运行状况，然后确定该类潜在缺陷是否存在，再对断路器运行状态进行评估，根据评估结果给出预控措施及运维策略。该评估方法可以为老旧断路器提供细化到部件的具有针对性的运维策略，涉及多种操作机构，能够有效指导运行人员的运维工作。
本评估方法以3个数据库为评估基础：
1)运行数据库:该数据库包含断路器基本台账信息，历次缺陷统计，技术性能指标及大小修记录，其中历次缺陷统计，技术性能指标及大修记录形成评估方法的多维度评估基础。该数据库通过整合归类以上3个维度的运行数据形成针对老旧断路器重要部件的特征运行数据库，其中，待评估的重要部件如图1所示，整合归类的特征数据库如图2所示。
图2中对3个维度运行数据进行整合形成特征矩阵，以相关数据获得的时间为评估基准，用于后续的数据分析。
图2说明如下：
Qij：重要部件i的潜在缺陷j；
Tj1:与潜在缺陷Qij描述相同的最近一次缺陷发生的时间；
Tj2:与潜在缺陷Qij相关的技术性能指标获取的时间(可能来源于最近一次试验数据测试的时间或者技术性能指标计算时间)；
Tj3:最近一次大、小修记录完成时间，其中由于大、小修是对同一部件的全面检修，应有T13＝T23＝T33。
历次缺陷的数据包括以下信息：缺陷发生时间，缺陷部位，缺陷描述，发生站点，电压等级，调度编号，型号，电压等级；
所需考察的技术性能指标有，相关数据均储存于运行数据库中：
灭弧室：
主回路电阻值：断路器在长期运行中，动、静触头的接触电阻增大使断路器在正常的工作电流或故障电流下发生过热，烧蚀触头，影响断路器跳闸时间和开断能力，甚至发生拒动，因此，主回路电阻值是用于判断动、静触头是否接触良好的重要指标。
相对电寿命：累计开断故障电流及开断次数可以用作断路器电磨损的参照量。当断路器开断时，能随时根据用户设定断路器的电流互感器的变比记录开断电流，并按电磨损的模型求出相应的相对电磨损，得出断路器目前的相对电寿命。
SF6气体微水及各组分含量：SF6气体的含水量增加，会使其绝缘性能和灭弧性能显著下降，CO、SO2及H2S含量可判断局部过热和放电故障程度。
累计动作次数：用于考察断路器的机械寿命。
机构：
分合闸动作时间和同期性或分合闸线圈动作电压：考察开关动作的可靠性。
大、小修记录：大、小修完成的时间，经历大、小修部件及检修内容。
2)数据分析库：对运行数据库中的数据进行分析，将运行数据库中Tj1,Tj2,Tj3进行排序，选出需要优先考虑的运行数据资料，根据图3中的数据分析流程对重要部件的运行状况进行评估。
a)首先确定需要评估的老旧断路器的部件i。
b)对部件i的所有可能影响稳定运行的预估潜在缺陷Qij进行评估。
c)只考虑以评估时间Ts为基准的过去2年内的运行数据，保证时效性和评估的准确性。若2年内无任何记录则评估为“正常”,按常规运维措施进行维护即可。
d)对符合c)的Tj1,Tj2,Tj3进行排序：
Tj1与Tj2,Tj3相比最晚发生：说明需要考虑缺陷情况来进行状态评估，根据缺陷严重等级来评估，“紧急”评估为“严重”，“重大”评估为“异常”，“一般”评估为“注意”。其次，若存在同一型号断路器该类缺陷多次发生(>2次)则判断为常发性缺陷，否则均为偶发性缺陷。不同缺陷分类所采取的运维措施不同。
Tj2与Tj1,Tj3相比最晚发生：说明最近获取的超标的技术性能指标为评估的依据，根据指标的超标程度来进行评估:“异常”：设备单项重要状态量变化较大，已接近或略微超过标准限值。“严重”：设备单项重要状态量严重超过标准限值。
Tj3与Tj2,Tj1相比最晚发生：说明该部件的大、小修完成并至评估时间为止无任何缺陷发生及技术性能超标记录，部件i处于正常运行状态，但由于是老旧断路器，还需要搜集历年缺陷情况来提出预控措施，若无缺陷记录，则按常规运维措施进行维护即可。
e)对部件i的所有潜在缺陷评估完成后，输出评估结果，评估结束。
3)运维策略数据库：所包含的预控措施和运维建议按照Qij及评估优先级进行归类汇总储存，根据Qij及评估结论输出相应的预控措施及运维建议。
综上，本专利所提出的评估方法可用图4表示：首先输入需要评估的老旧断路器信息，主要包含：站点，调度编号，型号，部件名称。通过输入以上信息对所需评估的重要部件进行定位，确定i值及所有潜在缺陷Qij，根据Qij从数据库中提取Tj1与Tj2,Tj3按照图3所示的流程进行数据分析评估，同时根据评估结果提取预控措施及运维建议，完成整个评估过程。
通过该方法可以对老旧断路器的运行数据进行分类整理，利于运行人员清晰的掌握断路器的运行状况。通过综合缺陷数据，性能指标及大、小修记录数据从3个维度对老旧断路器的重要部件进行评估，评估依据充分更具实用性且方便运行人员有针对性地对断路器进行及时维护。该方法对老旧断路器起到预防性维护作用，有效降低潜在故障风险，做到按需维护。
下面是一个具体的实施例。
1)对某一运行16年的液压机构断路器两个部件(灭弧室及油管)进行多维度评估，评估时间为：20160112，输入如下信息：
站点：XX站；调度编号：5012；型号：FX**；部件名称：灭弧室(i＝1)、油管(i＝6)；
2)在运行数据库中，对灭弧室及油管需要关注的潜在缺陷为：
| Q11 | 触头磨损 | Q61 | 油管破损 |
| Q12 | 气室漏气 | Q62 | 密封圈破损 |
| Q13 | SF6气体微水杂质超标 | Q63 | 油管连接处松动 |
对所有潜在缺陷进行数据整合：
灭弧室：
Q11：T11：2年内无相关缺陷记录；
T12：最近一次试验记录为20150416，A1断口回路电阻值接近限值；按照评估时间计算出的电寿命及相对电磨损量均满足要求；评估时间点的动作次数为256次，远低于机械寿命3000次限值。
T13：最近一次大修完成时间是20141230。
Q12：T21：最近一次缺陷发生时间为20151021，运行数据库中缺陷信息如下：
T22：最近一次试验20150506记录检漏仪检查满足要求<1％。
T23：最近一次大修完成时间是20141230。
Q13：T31：2年内无相关缺陷记录。
T32：最近一次试验20140706微水及杂质含量满足要求。
T33：最近一次大修完成时间是20141230。
Q61：T11：最近一次缺陷记录为：
| 发生时间 | 站点 | 调度编号 | 缺陷类型 | 缺陷描述 | 严重等级 |
| 2015/8/24 | XX站 | 5012断路器C相 | 油管破损 | 高压油管漏油 | 紧急 |
T12：无相关技术性能指标。
T13：最近一次大修完成时间是20141230。
Q62：T21：最近一次缺陷记录为：
T22：无相关技术性能指标。
T23：最近一次大修完成时间是20141230。
Q63：T31：最近一次缺陷记录为：
T32：无相关技术性能指标。
T33：最近一次大修完成时间是20141230。
3)对Tj1,Tj2,Tj3进行排序，确定评估需要优先考虑的因素
灭弧室1：
Q11：T12的技术性能指标回路电阻值作为优先考虑依据，已接近限值，评估为“异常”。
Q12：T21的缺陷作为优先考虑依据，根据严重等级评估为“注意”，并且同一断路器缺陷多次发生，为常发性缺陷。
Q13：T33作为优先考虑依据，大修后无缺陷及超标技术性能指标，运行状态良好，评估为“正常”。
油管6：
Q61：T11的缺陷记录作为优先考虑依据，根据缺陷严重等级评估为“严重”，同一型号油管该缺陷1年内发生3次，为常发性缺陷。
Q62：T21的缺陷记录作为优先考虑依据，根据缺陷严重等级评估为“严重”，同一型号油管该缺陷1年内发生2次，为常发性缺陷。
Q63：31的缺陷记录作为优先考虑依据，根据缺陷严重等级评估为“注意”，1年内只发生1次，属于偶发性缺陷。
4)最终评估结果包含相应的预控措施或运维措施如下表所列。
站点：XX站；调度编号：5012；型号：FX**；评估时间：20160112
综上，本评估方法从断路器重要部件的潜在缺陷出发进行评估，涉及液压、弹簧及气动机构的断路器，通过整合历史数据得出细化到单台断路器重要部件的运维决策，把关注对象分配到各个重要部件的运行状态上。优点：以实际的运行数据(缺陷、技术性能指标和大、小修记录这3个维度)为评估基础，能有效减少不必要的运维工作；更具实用性，有效指导运行人员的运维工作，及时查找老旧断路器的故障及对故障隐患进行把控，降低运维风险，对老旧断路器的资料进行统一归类管理。可以跟踪某一台断路器的运行情况或同一型号断路器的情况。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (6)
1.一种多维度评估老旧SF6瓷柱式断路器重要部件状态的方法，其特征在于，包括步骤：
对于老旧SF6瓷柱式断路器，预先确定待评估的重要部件和每个重要部件的潜在缺陷；
获取老旧SF6瓷柱式断路器的运行数据，从中提取每个重要部件的特征运行数据，所述特征运行数据包括：与潜在缺陷Qij描述相同的最近一次缺陷的发生时间Tj1、与潜在缺陷相关的技术性能指标的获取时间Tj2，以及最近一次大小修记录的完成时间Tj3；
若Tj1与Tj2，Tj3相比最晚发生，根据潜在缺陷Qij的严重等级评估重要部件i的运行状态；
若Tj2与Tj1，Tj3相比最晚发生，根据与潜在缺陷相关的技术性能指标的超标程度评估重要部件i的运行状态；
若Tj3与Tj1，Tj2相比最晚发生，将重要部件i的运行状态评估为正常。
2.根据权利要求1所述的多维度评估SF6瓷柱式断路器重要部件状态的方法，其特征在于，
所述老旧SF6瓷柱式断路器是指运行15年以上的220kV及以上的SF6瓷柱式断路器。
3.根据权利要求2所述的多维度评估SF6瓷柱式断路器重要部件状态的方法，其特征在于，
所述运行数据为2年内的运行数据。
4.根据权利要求3所述的多维度评估SF6瓷柱式断路器重要部件状态的方法，其特征在于，
当根据潜在缺陷Qij的严重等级评估重要部件i的运行状态时，若潜在缺陷Qij的严重等级为紧急，则将重要部件i的运行状态评估为严重；若潜在缺陷Qij的严重等级为重大，则将重要部件i的运行状态评估为异常；若潜在缺陷Qij的严重等级为一般，则将重要部件i的运行状态评估为注意；进一步判断同型号断路器一年内发生潜在缺陷Qij的次数是否超过两次，若是则将潜在缺陷Qij判定为常发性缺陷，若否则将潜在缺陷Qij判定为偶发性缺陷。
5.根据权利要求4所述的多维度评估SF6瓷柱式断路器重要部件状态的方法，其特征在于，
当根据与潜在缺陷相关的技术性能指标的超标程度评估重要部件i的运行状态时，若与潜在缺陷相关的技术性能指标的超标程度为单项重要状态量已接近或略微超过标准限值，则将重要部件i的运行状态评估为异常；若与潜在缺陷相关的技术性能指标的超标程度为单项重要状态量严重超过标准限值，则将重要部件i的运行状态评估为严重。
6.根据权利要求5所述的多维度评估SF6瓷柱式断路器重要部件状态的方法，其特征在于，
根据重要部件i的运行状态，调出相应的预控措施和运维策略。
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| CN106711961A (zh) * | 2017-01-05 | 2017-05-24 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | 多维度评估交流滤波器小组断路器运行状态的方法 |
| CN112116308A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-12-22 | 中山大学 | 一种操作票自动生成方法、系统、装置及存储介质 |
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| CN118605360A (zh) * | 2024-08-08 | 2024-09-06 | 浙江大学长三角智慧绿洲创新中心 | 设备在役状态动态评估方法及故障预警软件机器人 |
| CN118605360B (zh) * | 2024-08-08 | 2024-11-22 | 浙江大学长三角智慧绿洲创新中心 | 设备在役状态动态评估方法及故障预警软件机器人 |
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