断路器机械特性的在线监测的研究.docx

目录1绪论11.1断路器机械特性在线监测的目的及意义11.2断路器机械特性在线监测的发展现状21.3本课题的主要研究工作32断路器机械特性在线监测原理42.1高压断路器的简介42.1.1高压断路器的概念、特点及组成结构42.1.2高压断路器的操动结构与机械寿命52.1.3高压断路器的机械故障类型介绍62.2高压断路器机械特性在线监测72.2.1断路器合闸、分闸线圈电流监测82.2.2断路器操动机构行程及速度的监测112.2.3断路器振动信号的监测113断路器在线监测中的小波应用123.1小波分析的概念123.2小波函数的选取143.3小波去噪163.4利用小波处理断路器行程信号173.4.1合闸过程183.4.2分闸过程203.5小波降噪和傅里叶降噪法213.5.1傅里叶降噪法213.5.2小波降噪法223.6利用使用全局阈值和分层阈值处理分合闸线圈电流信号243.7结论254总结和展望264.1总结264.2展望26参考文献27致谢281绪论1.1断路器机械特性在线监测的目的及意义近年来，随着经济的繁荣发展，电力系统的容量与能量的需求不断地增加，对电力系统的可靠性和经济性也提出了越来越高的要求。高压断路器作为发电和配电之间的联系环节，其可靠运行对于保证电网的安全意义重大。高压断路器在电力系统中起着两方面的作用：一是控制作用，即根据电网运行要求，将一部分电气设备或线路投入或退出运行状态，转为备用或检修状态；二是保护作用，即电气设备或线路发生故障时，通过继电保护及自动装置动作高压断路器，将故障部分从电网中迅速切除，保护电网的无故障不烦你得以正常运行。国际大会议对高压断路器的可靠性进行过两次世界范围的调查，我国也对高压开关事故进行过大量的统计分析。相应的调查和统计报告均表明，高压断路器的故障80%是机械原因，大多数故障是操动机构的问题。以往对高压断路器机械特性的检查主要是在设备交接及停电期间结合检修定期进行预防性试验，更换部件，检查操作机构的机械特性。由于电力系统中高压断路器的数量很多，因此检修量大且费用高。根据相关统计资料的数据，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%又是用在断路器的小修和例行检修上。另外根据统计有10%的断路器故障是由不正确的检修造成的；断路器的大修完全解体，既费时间，费用又高，而且解体和重新组装会引起很多新的缺陷。因此如何对断路器的工作状态进行有效的检测，及时发现断路器的早期故障，对缺陷部位进行提前处理，避免断路器故障恶性发展，防止断路器爆炸等恶性事故的发生，对于故障电网的安全可靠运行有着十分重要的意义。断路器的状态检测为实现计划检修到状态检修的转变创造了条件。长期以来的计划检修、盲目解体拆卸，浪费了大量的人力、物力、财力，同时也造成了停电损失和设备寿命的降低。目前，电力系统各个单位正致力于高压断路器计划检修到状态检修的转变，不再以投入年限和动作次数为衡量标准，而是以设备的实际状态为检修依据。近年来，人们已经发现，依靠设备的在线监测与诊断技术，实现设备的状态检修，可以达到电力系统的下述要求：（1）产品的质量问题使运行可靠性受到影响，采用在线监测可以在运行中及时发现事故隐患，防患于未然。（2）逐步采用在线监测代替停电试验，减少设备的停电时间，节约试验费用。（3）对老化设备或已知有缺陷、有防患的设备，用在线监测随时监视其运行情况，一旦发现问题及时退出，最大限度的利用其剩余寿命。由于现有的高压断路器监测装置难以实现机械特性的在线监测、缺乏足够的数据积累、机械故障诊断的分析能力也不足，因此，开展高压断路器的机械特性监测技术的研究工作具有重要的学术意义和实用价值。1.2断路器机械特性在线监测的发展现状断路器的检测技术大体上经历了从离线测试、周期性在线检测、长期在线监测的发展过程。据资料介绍，美国于1995年颁布了“电气设备绝缘诊断方法导则”，现已转向为以机械特性在线监测为主，并已制定出有关标准。日本20世纪80年代开始进入以机械状态监测为基础的预知维修时代，该项技术的研究与应用进展很快，并已积累了大量数据与经验，逐步形成了一些标准和较成熟的方法。如今，一些发达国家对高压开关设备的机械特性诊断技术已日趋成熟，并且已有了功能较齐全、抗干扰性能较高的产品。在我国，断路器机械特性在线监测技术发展起步较晚，近年来，国内一些单位和厂家也在开展断路器机械特性监测和故障诊断方面的工作。1992年吉林电业局曾立项“断路器机械特性的监测”；1995年清华大学高压教研室研制了CBA—1高压断路器机械参数测量分析系统，该系统可以监测合、分闸线圈电流、行程一时间特性曲线及振动信号。此时的研究工作主要是围绕着断路器状态检修进行的。随着研究的深入，先后生产了自己需要的高压断路器机械特性在线监测装置，不过都存在着只能对其中的一个或几