断路器触头电寿命的在线监测

论文总字数：21573字

摘 要

当今，我国大部分断路器的检修都是定期检修，确定是否可以继续投入运行或是否进行更换。然而开断时断路器需要承受较大的电流，要想电力系统能够安全运作，断路器的可靠性非常重要。所以，掌控断路器的当前工作状态，及时发现可能存在的问题，同时迅速实施一定的措施至关重要。断路器的电寿命是断路器的关键参数之一，是指未经检修的开断能力，监测电寿命状态是在线监测技术发展的必然趋向。

本文分别论述了真空断路器和SF₆断路器的作用和特点，阐述了对断路器进行在线监测的必然趋势和意义，并分析总结了在线监测所涉及到的触头电磨损监测的原理以及计算方法，运用开断电流加权累计法，并分别给出真空断路器和SF₆断路器的相对电磨损公式以及开断电流的信号处理，最后用MATLAB编程实现在线监测和诊断触头电寿命。

关键词：断路器；电磨损；在线监测；

Abstract

Currently, most of the circuit breaker maintenance is regular maintenance, determine whether it can be put into operation continually or whether to be replaced. However, on the process of breaking,electric breaker needs to sustain a larger current , in order to make the power system operate safely, the reliability of the circuit breaker is very important. Therefore, it is essential to control the current operating state of the circuit breaker and detect the possible problems, and take certain measures timely. Electrical life of the circuit breaker is one of the key parameters of the circuit breaker,which means breaking capacity without maintenance. Monitoring the state of the electrical life is an inevitable tendency of the monitoring technology.

This paper discusses the role and characteristics of vacuum circuit breakers and SF6 circuit breakers respectively, describing the inevitable trend and the significance of the breaker online monitoring and analyzing and summarizing the online monitoring involved electrical contact wear monitoring principles and calculation methods.We use the weighted cumulative breaking current law, and giving the relative power vacuum circuit breakers and SF₆ circuit breaker wear formula and breaking current signal processing.Finally, on line monitoring electrical contacts wear with MATLAB programming, thus ,realizing the diagnosis of the contacts’ electrical life.

Key words: circuit breakers; electrical wear; on-line monitoring

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题背景及研究意义 1

1.2 断断路器在线监测的国内外研究现状 1

第二章 断路器概述 3

2.1 高压断路器的特点 3

2.2 电触头综述 3

2.3 真空断路器简介 3

2.4 真空断路器发展历史 4

2.5 SF6断路器简介 4

第三章 断路器的电寿命监测 6

3.1 断路器电寿命的在线监测 6

3.1.1 断路器状态检修的提出 6

3.1.2 对高压断路器电寿命进行在线监测的目的 6

3.2 影响真空断路器性能和寿命的因素 7

3.3 影响SF6断路器电寿命的主要因素 8

第四章 断路器触头电寿命在线监测方法 10

4.1 累计开断电流法 10

4.2 开断电流信号处理 10

4.3 开断电流加权累计法及其改进方法 12

4.4 燃弧时间的确定 12

4.5 断路器触头电磨损的估算 13

4.5.1 触头相对电磨损与相对电寿命 13

4.5.2 相对电磨损公式 13

第五章 断路器触头电寿命在线监测的程序框图 16

5.1 开断电流信号处理程序设计 16

5.2 真空断路器触头电寿命在线监测的程序框图 16

5.3 SF6断路器触头电寿命在线监测的程序框图 18

第六章 总结及展望 19

6.1 总结 19

6.2 展望 19

致 谢 20

参考文献 21

附 录 22

第一章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

当今，电力设备的诊断技术逐步向科学化发展，电力设备的数量大大增加，对电力系统的要求逐步提高，断路器是电力系统中一个重要的控制设备，其性能的良好与系统的安全运转息息相关。高压断路器的可靠性也显得非常关键，能提高设备的可用率，减少不必要的损失。目前，对电力设备的检修工作正由定期检修向状态检修的方向发展。实现电力设备状态检修的基础是寿命预测，是根据电力设备的影响因素和老化规律，通过离线或在线的监测方法，搜集信息，并进行全面分析，从而实时掌控设备当前运行状况和寿命的期望。1988～1991年期间，调查了72.5kV及以上SF₆断路器，结果表明：百分之七十到百分之八十是由于机械故障，其次是电气故障。计划检修的长期进行，加上对断路器进行盲目解体和拆卸，不但导致大量人力物力的损失，进行不必要的停电，也会降低设备寿命，如此一来，人们对断路器的触头状态、电寿命等性能进行监视的必要性有了更深刻的认识。目前，在线监测触头的电磨损量，诊断触头电寿命逐渐成为可能，奠定了状态检修的基础。同时，在线监测技术已成为一种趋势，加强了设备管理，满足了加强状态检修的需要。运行状况下，在线监测能够实现设备的全真监测，远远比停电试验有优势，能有效防止事故的发生，节约资源，对于整个产业来说具有重要的意义^[1]。

1.2 断断路器在线监测的国内外研究现状

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