程傳杰

【摘 要】隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平逐漸提高，對供電質(zhì)量提出了更高的要求。對斷路器的檢測及故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以對斷路器的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測，在提供高質(zhì)量供電的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了減少成本投入，獲得較大經(jīng)濟(jì)效益的目的。

【Abstract】With the continuous development of society， people's living standard has improved， it puts higher requirements on the quality of power supply. The design of detection and fault diagnosis system of circuit breaker， can detected the operation status of the circuit breaker， it improves the quality of power supply， and realizes the purpose of reducing the cost and obtaining greater economic benefit.

【關(guān)鍵詞】斷路器；狀態(tài)監(jiān)測；故障診斷；設(shè)計(jì)

【Keywords】 circuit breaker； condition monitoring； fault diagnosis； design

【中圖分類號(hào)】TM623.1 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）07-0195-02

1 引言

10kV配電電路系統(tǒng)在線檢測和對故障的診斷系統(tǒng)，可以起到測量和保護(hù)一體化的作用。羅氏線圈電流互感器是經(jīng)常應(yīng)用的一種方式。在智能斷路器出現(xiàn)故障時(shí)斷開電流，通過加權(quán)累積計(jì)算的法則，可以得出斷路器的短路狀況。羅氏線圈電流互感器的使用，可以對電流實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，不會(huì)出現(xiàn)相位誤差等狀況，對于進(jìn)行繼電保護(hù)以及故障檢測方面非常適用。目前，羅氏線圈電流互感器開始進(jìn)行廣泛應(yīng)用。

2 智能斷路器故障狀態(tài)檢測系統(tǒng)的概況

2.1羅氏線圈的應(yīng)用

羅氏線圈由于其工作的原理和特性，被逐漸應(yīng)用到智能斷路器故障狀態(tài)監(jiān)測中。羅氏線圈也就是我們平時(shí)所說的電流測量線圈，其也有一個(gè)專業(yè)的名稱，微分電流傳感器。羅氏線圈電流互感器得以廣泛應(yīng)用的很大一部分原因是由于沒有任何的磁性材料，構(gòu)成比較簡單，同時(shí)操作也較簡單。在使用過程中，可以對輸出的電壓進(jìn)行處理，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)積分的電路，這時(shí)就能對電流的大小狀態(tài)進(jìn)行反應(yīng)。因?yàn)榱_氏線圈相位誤差較低，在實(shí)際應(yīng)用中的測量范圍很廣。隨著人們對羅氏線圈的了解越來越多，再加上我國電網(wǎng)智能化的逐步加深，使得電網(wǎng)故障診斷和保護(hù)越來越多，羅氏線圈將會(huì)更廣泛的應(yīng)用。目前，智能斷路器在控制及保護(hù)低壓配電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。

通過圖1，我們可以看出，羅氏線圈在進(jìn)行電流互感方面有很強(qiáng)的線性度，并且在實(shí)際的操作過程中，測量范圍也很大，這也是羅氏線圈能夠?qū)崿F(xiàn)智能斷路器電流故障檢測的重要原因。

2.2 智能斷路器故障狀態(tài)檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

實(shí)際上，通過使用羅氏線圈電流互感器，可以在大范圍內(nèi)對電流信號(hào)展開測量，同時(shí)還能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，很大程度上保證了理想的線性度。再加上羅氏線圈的結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，價(jià)格低廉等特點(diǎn)，使其廣泛應(yīng)用于智能斷路器的短路故障檢測中，并取得了相當(dāng)明顯的成果。

3 我國斷路器狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

我國對斷路器狀態(tài)檢測和故障診斷系統(tǒng)的研究起步較晚，一直處于發(fā)展中。通過進(jìn)行斷路器狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷，可以對斷路器的正常運(yùn)行以及檢修工作做出相應(yīng)改善，使斷路器可以停電以及維修[1]。我國在人工智能技術(shù)診斷方式的研究中，取得了突出成績，但是實(shí)際上在斷路器狀態(tài)檢測和故障診斷中還有一些問題出現(xiàn)，影響檢測的效果和故障診斷的時(shí)效性。比如說我國很多電力公司在研究各自的監(jiān)測手段時(shí)，沒有形成具有操作性、科學(xué)性的統(tǒng)一目標(biāo)。對于斷路器狀態(tài)檢測和故障診斷的研究僅僅是高校相關(guān)專業(yè)的學(xué)生及教師研究，并沒有真正應(yīng)用到實(shí)際的電力企業(yè)配電中。

另外，我國的斷路器狀態(tài)檢測和故障診斷系統(tǒng)比較單一，對于整個(gè)電力企業(yè)的配電狀況缺乏系統(tǒng)性的研究。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用方面，還無法進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的診斷，對于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享還存在問題。

除此之外，還存在著傳感器精確度差，對于故障的診斷不能做到完全準(zhǔn)確。再加上自身工作狀況受周圍環(huán)境影響較大，傳感器的準(zhǔn)確性更受影響。我國目前也比較重視傳感器的研究和改進(jìn)工作，拓寬研究渠道，減少技術(shù)因素以及外界環(huán)境因素帶來的干擾性影響。

在故障診斷系統(tǒng)上，還存在著需要改進(jìn)的內(nèi)容。比如說相應(yīng)的定量標(biāo)準(zhǔn)沒有相應(yīng)的測評標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行診斷。通過人為的習(xí)慣性經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行診斷時(shí)，往往存在著很大的誤差。對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用力度不夠，無法應(yīng)用新技術(shù)等對于進(jìn)行智能診斷等方面都有很大的影響。

4 對電流信號(hào)的采集和處理

雖然我國對于斷路器狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)一直缺乏深入的研究，但是近年來，隨著羅氏線圈電流互感器的使用，實(shí)現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。羅氏線圈電流互感器可對工作中的電壓信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的過程中，信號(hào)濾波和積分轉(zhuǎn)化就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N數(shù)據(jù)信息，再通過計(jì)算機(jī)通信技術(shù)對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，結(jié)合傳輸?shù)玫降男盘?hào)進(jìn)行合并處理，將數(shù)字變電站的通信協(xié)議發(fā)送到檢測服務(wù)器上。其中，應(yīng)用的通信協(xié)議一般是IEC61850，協(xié)議的應(yīng)用可以對設(shè)備實(shí)現(xiàn)一定的規(guī)范化操作，最終通過規(guī)范化的輸出，達(dá)到數(shù)據(jù)信息的鏈接。這個(gè)過程主要是通過羅氏線圈電流互感器對測量的結(jié)果進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換并進(jìn)行傳輸，由于羅氏線圈測量的精確高和范圍廣的特點(diǎn)，在進(jìn)行智能斷路操作中，能夠?qū)崿F(xiàn)檢測的目的。再應(yīng)用全球定位系統(tǒng)GPS獲取智能斷路器信息，在系統(tǒng)接線圖的共同作用下，根據(jù)數(shù)學(xué)模型公式可以精確地算出智能斷路器在運(yùn)行中的狀態(tài)。這個(gè)過程需要通過信息的獲取，模型的建立，最終的確認(rèn)等工作。

智能斷路器運(yùn)行中，在變電站內(nèi)安裝線圈電流互感器，并在安裝過程中，按照相應(yīng)的要求計(jì)算電流值，進(jìn)而使羅氏線圈電流互感器能夠在穩(wěn)定的環(huán)境下開展智能監(jiān)測和故障判斷。同時(shí)，還需要有相關(guān)專業(yè)知識(shí)的技術(shù)性人才進(jìn)行安裝和操作，強(qiáng)化操作的合理性、科學(xué)性、安全性。在進(jìn)行智能監(jiān)測時(shí)，要按照相關(guān)步驟進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測和故障診斷的統(tǒng)一。

智能斷路器的運(yùn)行狀態(tài)需要運(yùn)用智能信號(hào)手機(jī)，通過全球定位系統(tǒng)GPS進(jìn)行處理。這一過程中，需要對電流數(shù)值進(jìn)行上傳，上傳主要依據(jù)IEC61850協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。值得注意的是，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是在全球通用標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上的標(biāo)準(zhǔn)。再通過智能標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)算最終得到智能化、規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是目前現(xiàn)行的電力系統(tǒng)自動(dòng)化范圍內(nèi)僅存的標(biāo)準(zhǔn)，有專門的程序和標(biāo)準(zhǔn)。因此，在上傳電流數(shù)值的過程中，一定要按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。這樣保證站內(nèi)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和智能性。運(yùn)行狀態(tài)按照相關(guān)的運(yùn)算法則和儲(chǔ)存方式進(jìn)行處理，得到精確的斷路器運(yùn)行方式。就好比我們?nèi)粘Ｉ钪?，?huì)采用一定的方式實(shí)現(xiàn)某種目的。當(dāng)這種方式只有一種，沒有走捷徑的機(jī)會(huì)，就要對此種方式進(jìn)行探究，盡可能地掌握好相關(guān)的細(xì)節(jié)和標(biāo)準(zhǔn)。只有這樣，才能避免因?yàn)椴襟E的失誤而導(dǎo)致失敗。所以，準(zhǔn)確的運(yùn)行方式離不開規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的操作。

除此之外，通過使用智能斷路器，能夠?qū)χ悄軘嗦菲鞯拈_關(guān)進(jìn)行一定的操作，比如說在開關(guān)上截?cái)嚯娏鞯牟僮骰蛘邔\(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生影響的方式[2]。計(jì)算機(jī)技術(shù)的使用，可以建立相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，工作人員可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫里的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)對智能斷路器歷史信息的全面掌握。這個(gè)過程中就可以把監(jiān)測結(jié)果生成報(bào)表，然后發(fā)送到相關(guān)部門。在對結(jié)果進(jìn)行分析時(shí)，可以使用圖形的方式展現(xiàn)，這樣可以更加生動(dòng)和直觀，便于檢修人員從結(jié)果中得到確切的數(shù)據(jù)信息。

5 結(jié)語

綜上所述，對于斷路器狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以先運(yùn)行智能斷路器檢測系統(tǒng)，按照相應(yīng)的程序得出智能斷路器運(yùn)行狀態(tài)下的精確數(shù)據(jù)。同時(shí)，還要注意斷路器故障狀態(tài)檢測系統(tǒng)之間的要素配合，再加上計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和處理，最終實(shí)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)的檢測和維修，這是一種全新的方式，為電網(wǎng)的智能化發(fā)展開辟了新道路。

【參考文獻(xiàn)】

【1】牟磊，楊永山，彭博.斷路器狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（7）：104-104.