高压断路器在线监测和状态评估系统的研究

论文摘要

作为电力系统的关键设备,高压断路器的运行状态直接影响电力系统的稳定性和可靠性,如果发生故障或事故,会引起或扩大电网的事故,造成很大损失。因为现行的定期维修体制存在一定的弊端,例如临时性维修不足、维修过剩、因盲目维修或检修不当引发检修事故等,所以要大力推广以状态监测与故障诊断为基础的状态维修体制。高压断路器在线监测的研究,对提高电力系统的维修水平,具有重要的经济意义和社会意义。本文在探讨电力设备维修体制的基础上,评述了高压断路器状态监测的现状和实行状态监测的必要性和可能性。分析了断路器的行程—时间特性、分(合)闸线圈电流等参数的监测原理,研究并构建了高压断路器的在线监测系统,并进一步探讨了在线监测系统与综合自动化控制系统整合的可行性。综合状态评估、诊断的需要与可操作性,选择反映高压断路器运行状态的主要技术参数,作为评判因素,根据突变理论的思想和高压断路器的作用机理,对高压断路器状态进行了多层次目标分解,建立了高压断路器运行状态的综合评判模型；根据各评判因素对高压断路器工作状态的影响程度,结合评判因素的自身特性,明确了各因素的模糊隶属度函数,并利用归一化公式进行量化递归运算,求出了断路器总突变隶属度的函数值,从而分析判断高压断路器的运行状态。通过实例验证,该评估模型能够较好地把表征高压断路器运行状态的各种参数有机地结合起来,有效地评估高压断路器的整体工作性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 课题研究的意义
• 1.2.1 电气设备的检修体制
• 1.2.2 国、内外高压断路器在线监测的研究状况
• 1.2.3 高压断路器在线监测的研究意义
• 1.3 课题研究的目的
• 1.4 课题研究的主要工作
• 第2章 高压断路器在线监测的基本原理
• 2.1 高压断路器概述
• 2.1.1 高压断路器的特点与作用
• 2.1.2 高压断路器的分类
• 2.1.3 高压断路器的结构
• 2.1.4 高压断路器的工作过程
• 2.1.5 高压断路器的基本参数
• 2.2 高压断路器在线监测系统概述
• 2.2.1 电力设备在线监测系统的典型结构
• 2.2.2 高压断路器在线监测系统的基本要求
• 2.2.3 高压断路器在线监测的项目
• 2.2.4 高压断路器机械性能的监测原理
• 第3章 高压断路器在线监测系统的构建
• 3.1 设计思路
• 3.1.1 系统的总体构想
• 3.1.2 对网络环境的要求
• 3.1.3 对硬件系统的要求
• 3.1.4 对软件系统的要求
• 3.1.5 对系统整体性能的要求
• 3.2 信号与参数的确定
• 3.2.1 拟采集的信号
• 3.2.2 关键参数的确定
• 3.3 信号检测的方法
• 3.3.1 分、合闸线圈电流的检测
• 3.3.2 动触头行程信号的检测
• 3.3.3 主回路电流、电压信号的检测
• 3.3.4 辅助触点状态信号的检测
• 3.4 监测系统的结构设计
• 3.5 现场数据采集单元的设计
• 3.5.1 分、合闸线圈电流采样处理回路
• 3.5.2 主回路电流信号采样处理回路
• 3.5.3 主回路电压信号采样处理回路
• 3.5.4 行程—时间信号采样处理回路
• 3.5.5 辅助触点状态变化信号处理回路
• 3.5.6 A/D采样转换
• 3.6 系统监测界面与功能简介
• 3.7 与综合自动化控制系统整合的可行性研究
• 3.7.1 热电厂高压供电系统综合自动化控制系统简介
• 3.7.2 断路器在线监测系统与综合自动化控制系统整合的研究
• 第4章 结合突变理论的模糊状态评估系统
• 4.1 模糊数学方法
• 4.1.1 模糊集合及隶属函数的定义
• 4.1.2 确定隶属度的原则
• 4.1.3 确定隶属函数的方法
• 4.1.4 模糊理论在电力系统中的应用
• 4.2 突变理论
• 4.3 高压断路器状态评估模型
• 4.3.1 状态评估的基本步骤
• 4.3.2 状态评估模型的建立
• 4.3.3 评估参数隶属函数的确定
• 第5章 断路器状态评估实例
• 5.1 机械特性参数的计算
• 5.2 电气特性参数的计算
• 5.3 绝缘特性参数的计算
• 5.4 其他参数的计算
• 5.5 评估结论
• 第6章 结论与展望
• 6.1 研究结论
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢