隔离开关机械状态监测诊断系统的研制.docxVIP

1、834电力与能源第39卷第6期2018年12月1X)1：10.11973dlyny201806023隔离开关机械状态监测诊断系统的研制雷兴，徐楠.李洋，何梦，王少伟，陈佳(国网1.海市电力公司检修公司，上海201204)摘要：针对隔离开美在线监测和状态检测段不足、状态评价和故障诊断能力不强的问题.研制r一箕隔离开关机械状态监测诊断系统.迥过隔离开美扭矩和转的等状态缺的精确测械、特征曲线的深度挖掘.智能诊断隔离开美的机械状态.占先.设计一抻单于应变片的扭矩测ht模块和一种基光电传感器的转角测址模块。其次.设计网络通信模块，实现数据安全高效传送.鼠后.研发r家诊断系统.负贵对各类参数进行处理、分析

2、和缶棋.判断隔离开关压杏存在异常并给出处理建议系统权有模块化、小型化设计的a点.适用12投运的存址设备.也便于在增ht设备上进行体化定制h前已投运.效果依好.关键词：隔离开关：机械故障；状态检修；扭矩；转角：专家诊断作者简介：雷兴(1980，男，博土.从小变电站检修丁作.中图分类号:TM564文献标志码：A文章编号：2095-1256(2018)06-0834-04MechanicalConditionMonitoringandDiagnosisSystemofIsolationSwitchLEIXing,XUNan,LIYang,HEMeng.WANGShaowei.CHENJia(Stat

3、e(iridMaintenanceCompany*SMEP('.Shanghai201201.('hina)Abstract：Inordertosolvetheproblemofinsufficienton-linemonitoringandstatedetectionofisolationswitchesandweakcapabilityofstaleevaluationandfaultdiagnosis,adiagnosticsystemformonitoringthemechanicalstateofisolationswitchesisdeveloped.Themech

4、anicalstateoftheisolationswitchisdiagnosedbytheprecisemeasurementofthestatesuchasthetorqueoftheisolationswitchandtheangle,andthedepthminingofthecharacteristiccurve.Firstly,atorquemeasurementmodulebasedonstraingaugeandacornermeasurementmodulebasedonthephotoelectricsensoraredesigned.Secondly,thenetwor

5、kcommunicationmoduleisdesignedtorealizedatasafeandefficienttransmission.Finally,anexpertdiagnosticsystenjisdeveloped.whichisresponsibleforprocessing,analyzingandmodelingallkindsofparameters,judgingwhetherthereisananomalyintheisolationswitchandgivingtreatmentsuggestions.Thesystemhasamodular,miniaturi

6、zeddesign,suitableforthestockofequipmentthathasbeenshipped,butalsoeasytomakeintegratedcustomizationonincrementalequipment.hasbeenputintooperationatpresent.theeffectisgood.Keywords：isolationswitch；mechanicalfailure；stalemaintenance；torque；corner；expertdiagnosis隔离开关是变电站内数ht敞多的一次设备之一，隔离开美出现故障，将会导致停电范围扩

7、大、设备检修时间延长等问题。目前，机械故障'约占隔离开关故障的80%.但对隔离开关的机械状态缺乏有效的状态监测尹段21<,基于电流扯这单一状态量&进行故障诊断具有一定的局限性。本文借助传感技术、物联网等实用化技术，研发r这套“隔离开关机械状态监测诊断系统”.实现主轴扭矩和转角等机械参数的在线监测>!在早期发现隔离开美的机械故障隐患并给出诊断结果，方便运检人员及时采取处理措施.提高设备检修智能化水平。1技术方案根据现状愿景日标方法这一思维序列制定技术路线，如图1所示。2系统组成本系统分为两大部分：现场测技装'置和专家诊断系统。现场测ht装置是本系统的“”.负责

8、采集负载扭矩、主轴转角、电机功率信号等参数专家诊断系统是本系统的“脑”.负责对本系统采现状状态评价诊断幢力不是愿景由事后E向事前防范转变的全过程智能化管理目标白幼候警旅。扭矩测模块转角测模城网培通讯横块2:专家诊断系统实封采集分（合）宴时采集分（合）.Zigbcc安全性号散统计分析.例时的主的将IM酎的I袖转角发送设备状毒信.发送雄.发送饴河能力以、功11与及相政诊断平台.,诊晰平台.J低.使用便tt.J1it断嵌议.,灵敏度高抗干扰性强安装方便图5扭矩测Irf模块优点方法方法传技术在蝶测量（不停电ti业）I：厂化楼惚（便携式松解）图】技术路线集的各类参数进行处理、分析及建模.并按使用者需求智

9、能分析出该台产品是否存在异常并给出处理建议。系统组成见图2。系统通过现场测址装检采集状态ht，生成M-0曲线、R。曲线，不断完善曲线数据库，专家诊断系统能够自学.进行智能诊断.原理框图见图3所示。图2系统组成"曲线PW曲线光电传感器定位件设计多连杆支架安装&：测试报告|I目打印I电脑图3系统嶂理框图3关键模块设计关键模块包括扭矩测缺模块、转角测址模块、Zigbee网络拓扑和专家诊断系统等四部分，如图4所示。3.1扭矩测量模块设计扭矩测址模块应用电阻应变测ht技术.将电阻应变片安装在隔离开关主轴上、采用桥式电路抗干扰，如图5所示。本模块具有灵敏度高、抗干扰性强的优点，且安装简单

10、、方便。3.2转角测量模块设计转角测ht模块应用光电传感技术.将光电传感器安装在隔离开关主轴上、采用多连杆支架固定，如图6所示。本模块具有灵敏度高、测址范围广的优点。优点：灵敏度高测届范围广安装方便图6转角测ht模块3.3专家诊断系统软件解决方案系统将采集的数据生成“M-矿、P-俨曲线直观展示机械参数在运行周期内的变化情况。通过对几种常用型学的隔离开关设置了机构K涩、分合闸不到位、操作失灵等典型机械故障模拟试验.收集r大仙隔离开关运行关键参数的样本。通过特征提取,形成隔离开关故障机械状态特征信息库。家诊断系统软件解决方案如图7所示。将被测隔离开关机械状态待征自动纳入信息库.使专家分析的结论更具

11、合理性和科学性.提高r号家诊断系统的准确性。3.4信息安全Zigbee无线通信具备低功耗、低成本、可依、短延时、网络容ht大的特点,本系统网络接入方案将经信息技术部门审核.设里弓网通道和内网防火墙-监测数据经加密接入内网平台,以确保信息安全。uRtf»-.功牛衿解,.GP沱W图7'家诊断系统软件解决方案4工程应用(a)测崎装冒总体布N图家诊断系统存储仃各型隔离开美的安装、检修和运维信息，在实际生产中的测试过程如图8(a)所示.通过与数据座中保存的该型隔离开关的标准曲线和历史曲线进行智能化对比从而给出诊断结果和相关的检修及维护建议,如图8(1)和图8(c)所示。(b)GW6B-

12、l26塑隅肉开美的诊断塘果蛆检性it议(c)GW426型离开美的诊断结果集松修覆议图8应用实例腿示5系统特点本系统可实现对隔离开关“机械状态监测隐患发现故障定位提出检修W议出具检测报告”的全流程智能检修.n右以e特点。(1) 扭矩转角精密测lit.基T-电阳应变测址技术和光电传感器技术的隔离开美主轴扭矩和转角测址元件测量精确、稳定。测ht元件均H有安装简便、使用成本低.不影响隔离开美主轴轴系结构的优点。(2) 机械性能在线监测。能在不停电状态下自动监测隔离开关机械性能。测址可结合日常倒闸操作进行.实现K对隔离开关机械状态的实时测量，具有隐患早发现早处理的优点。(3) 机械故障智能诊断“4家智能

13、诊断系统.能通过对海lit的隔肉开关机械故障样本进行特征提取.形成特征信息库.将被测隔离开美机械状态待征n动纳入信息库.(.a对隔离开关机械特性曲线的分析准确.特征信息库白我完善的优点。(】)特征图谱深度挖掘。该系统实现了基于环境w素等隔离开关机械劣化因变ht的特征图i普分析功能。结合温湿度、污秽等级对隔离开关所处环境进行评估与类型划分，具仃对不同隔离开关分地区分季节的差异化检修的优点。6结语本系统已通过产品检测认证、出厂型式试验，成功实现r隔离开关机械故障状态在线监测和诊断功能，填补了隔离开关机械状态在线监测领域的行业空II。本成果已推广至江苏如高开关厂等单位使用.现场运行效果良好。具有模块

14、化、小型化设计的优点.不仅适用于已投运的国内外各类型隔离开关.还便于在新型隔离开关生产过程中进行一体化定制.因此对于新老设备均具备很高的推广价值。参考文献：tn盛明学.正志清.户外高压隔离开美麻见故障的晓因分析与处理J.高棒电器.2010.46(IO)i93-96.SHEN(>Mingxue.WA、(；Zhiqing.(*ausvanalysisandtreatmentofcommenfaultsofoutdoorhigh-voltagedisconnectorJj.HighVoltageAppatatus.2010.46(10>93-96.2 F攀明.何建明.电动吗调开美机械故障

15、状态监测的设慰J.浙江电力.2006(3)：56-59.W.X(>Liming.HEJianming.MechanicalfaultmonitoringofelectricnldrivingDisconnector：J】.ZhejiangElectriePower.2006(3):5659.3 戴洪达.渴世濯.黄涛.等.高压隔商开美典塑机械故障。检湾万法分析J.电I.技2018(4)：36-39.IX)N(JHongda.EEN(iShitao.Hl'AN(iTao.etal.Analysisofdetectionmethodsandtypicalmechanicalfaults

16、ofhighvoliagedisconneciorsU.ElectricEngineering.2018(4) t36-39.4J邱志破阮江军.黄道春.等.废压隔离开关机械故障分析与诊断技术垸述口.临Hi电器.2015.51(8)：171-179.(下转第840页)84()池海涛.等：电网中高压技路线损的分析与缺陷预判是是似失歹NC2/3VaVb.详见2.3>线损习线损习送行方式调整图2线损不合格说因分析流程图,柚楠.徐的.雷兴.电力大故据解读及其在检修中的应用收稿日期：2018-11-13J】.上海电力.2017,30(4),33-36.(本文编辑：杨林青)e但ri你似似体衍你y倬你但

17、但你你你但似似似似似似你似似似似似化你俘化但们缶停但似砰但做生似(上接第836页)QICZhibin.RU/NJiangjun.HUA(；Daochun.ctal.MechanicalfaultsanalysisofhighvoltaK<-disconnectorsandreviewofdiagnosistechnologyfj:.HighVoltageAppatatus.2015.51(8)：171179.黄/琛阮江军.邱志斌.等.隔离开关揉动机构电机愉出轴扭矩和电流美系的研究J.高任电器.2015.51(6>：139-114.HUA'GYuchen.RtANJiangjun.QIUZhibin.vtal.:J.Studyontherelaiionshipbe»weenmotoroutputshafttor(|ueandmotorcurrentofdisconnectoroperationmechanismJ,HighVohageAppatatus.2015