CN201892729U - Hgis断路器电寿命监测装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种HGIS断路器电寿命监测装置，包括有顺序电气相连的电流互感器、光纤、光电转换电路、中央处理器；由所述电流传感器采集得到断路器的开断电流信号，经光纤传送到所述光电转换电路；所述光电转换电路输出的电信号在所述中央处理器用加权累计法推算获得断路器的电寿命及其剩余寿命，并根据阈值给出告警提示信息。本断路器电寿命监测装置能同时对一个变电站的所有断路器的各相电磨损与电寿命进行实时监测；当断路器开断时，能随时根据用户设定的该断路器的电流互感器的变比记录开断电流，并按不同断路器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；当断路器的电寿命已到时，发出报警信号。

Description

HGIS断路器电寿命监测装置
技术领域
本实用新型涉及送变电领域的高压断路器，尤其是涉及一种HGIS断路器电寿命监测装置。
背景技术
随着科学技术的发展，电力设备的诊断技术经历了一个从不科学到较科学的逐步发展过程。基于诊断技术的寿命预测就是根据电力设备的老、劣化规律及影响和决定因素，通过对各种检测方法(离线或在线)取得各种信息，经过科学全面综合分析，掌握设备的当前状况和寿命期望，它是实现电力设备状态维修基础和前提。一般来讲，断路器的电寿命决定其真实使用期限。如果电寿命超过，灭弧室会失效，电弧不能断开，灭弧室可能爆炸，造成重大事故。所以，对其电寿命的监测和评估是非常必要的。
要对断路器触头电磨损、电寿命进行监测，首先要解决电寿命的概念和工程实施方法问题。通俗地讲电寿命就是在额定短路开断电流条件下，断路器触头开断操作的次数或者说触头的电磨损速度。电磨损不仅取决于电弧能量，还与触头分断速度等有关，电磨损与电弧能量没有比例关系。大量的试验结果表明，从断路器累计电磨损的角度考虑，虽然燃弧时间的长短对单次开断是随机的，但对多次开断，其平均燃弧时间则是趋近的(20次开断与30次开断的平均燃弧时间有几乎相同的标准差)，也就是说，断路器的电磨损可以用开断电流作参照量。
传统的电寿命监测方法即是建立在对开断电流准确测量的基础上，用开断电流累计法，此方法只需要记录开断电流次数。但由于断路器在实际运行中，开断电流的变化范围非常大，且在开断短路电流情况下有时会含有直流分量，现有电磁式电流互感器会出现不同程度的磁饱和，进而导致二次输出信号波形畸变，同时传统的开断电流累计法忽略了开断电流幅值与电磨损关系等实际因素，无法实现对开断电流的准确测量。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种新的HGIS断路器电寿命监测装置。
本实用新型HGIS断路器电寿命监测装置的技术方案中，包括有顺序电气相连的电流传感器、光纤、光电转换电路、中央处理器；其特征在于：由所述电流传感器采集得到断路器的开断电流信号，经光纤传送到所述光电转换电路；所述光电转换电路输出的电信号在所述中央处理器用加权累计法推算获得断路器的电寿命及其剩余寿命，并根据阈值给出告警提示信息。
所述电流传感器，可采用罗氏线圈电流传感器(即Rogowski线圈电流传感器)。
本实用新型HGIS断路器电寿命监测原理分析：假设每次开断操作的电磨损程度是一样的。设额定短路开断电流条件下单次开断的电磨损为M，对应的允许开断次数为N。从统计学的累计效应，可认为该断路器的允许磨损总量为M*N。或者说定义一台全新的断路器的触头允许磨损总量为100，即其相对电寿命为100，则每次额定短路开断电流开断时的相对磨损为 1/N(定义为QM)。然后根据不同断路器的N1-Ic曲线，求得任意大小开断电流Ic的对应允许开断次数N1，则对应的单次开断的相对电磨损为1/N1(定义为Qm)。这样可求出任一次开断时的相对电磨损量：
QM＝1/N，Qm＝1/N1        (1)
根据触头的绝对电磨损总量一定，则有：
QM*N＝Qm*N1，M*N＝m*N1   (2)
所以，Qm/QM＝N/N1＝m/M   (3)
Qm＝QM*(m/M)＝(1/N)*m/M  (4)
即可求出该断路器的相对电寿命
L＝LN-∑Qm               (5)
式中，LN为断路器触头电寿命的初始值，是一个≯1的百分数，其值由断路器的运行决定，刚投运的或经过大修后的断路器其值可为1。
高压断路器累计开断n次的电磨损量为 
Figure BSA00000326134300021
式中Ii是第i次断开的电流值；a是加权系数，1＜a＜2可由断路器的电寿命曲线得到。设额定短路开断电流下，一次标准开断的电磨损为M，允许开断的次N。从统计平均和累计效应，可认为该高压断路器的允许磨损总量为N*M。设新断路器触头寿命接近为100％，额定开断电流下可以开断次Ie，即额定开断次数为N次，则每次开断电流时的相对磨损量为1/N。根据不同断路器的等效磨损曲线N/I，可以求出不同开断电流所对应的开断次数NX，对应的单次开断相对磨损量为1/Nx，定义为Qm，累计相对磨损为∑Qm，相对电寿命L＝L0-Q。L0≤1是电寿命的初始值。将L与阈值进行比较，给出告警或提示信息。这种方法只需要知道每次开断电流的大小，比较简单实用。
根据上述原理研制的本实用新型HGIS断路器电寿命监测装置，具有如下特点及优点：
(1)便于同时对一个变电站的所有断路器的各相电磨损与电寿命进行实时监测。当断路器开断时，能随时根据用户设定的该断路器的电流互感器的变比记录开断电流，并按不同断路器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；当断路器的电寿命已到时，发出报警信号。
(2)为运行部门掌握断路器的状况和预计寿命提供方便手段，可减少过早或不必要的停电试验和检修，可显著提高电力系统的可靠性和经济性。
附图说明
图1是本实用新型HGIS断路器电寿命监测装置原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型HGIS分合闸线圈在线监测装置作进一步地说明：
如图1所示，本实用新型HGIS断路器电寿命监测装置技术方案中，包括有顺序电气相连的电流传感器、光纤、光电转换电路、中央处理器；由所述电流传感器采集得到断路器的开断电流信号，经光纤传送到所述光电转换电路；所述光电转换电路输出的电信号在所述中央处理器用加权累计法推算获得断路器的电寿命及其剩余寿命，并根据阈值给出告警提示信息。
所述电流传感器，可采用Rogowski线圈电流传感器。

Claims (2)

1.HGIS断路器电寿命监测装置，包括有顺序电气相连的电流传感器、光纤、光电转换电路、中央处理器；其特征在于：由所述电流传感器采集得到断路器的开断电流信号，经光纤传送到所述光电转换电路；所述光电转换电路输出的电信号在所述中央处理器用加权累计法推算获得该断路器的电寿命及其剩余寿命，并根据阈值给出告警提示信息。
2.根据权利要求1所述的HGIS断路器电寿命监测装置，其特征在于：所述电流传感器为罗氏线圈电流传感器。 
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