一、高壓開(kāi)關(guān)柜運行需求分析
高壓開(kāi)關(guān)設備在電網(wǎng)運行、控制中起著(zhù)至關(guān)重要的作用，其本身健康狀況直接影響電網(wǎng)運行可靠性。由于設計、工藝和環(huán)境影響開(kāi)關(guān)柜運行中常會(huì )發(fā)生電氣和機械狀態(tài)異常，獲取高壓開(kāi)關(guān)柜全方位運行信息，是實(shí)現設備安全運行、狀態(tài)控制及智慧檢修的前提。調查統計表明，長(cháng)期過(guò)負荷、操作過(guò)電壓或運行環(huán)境惡劣可引起操作機構機械故障、電氣設備缺陷、絕緣性能老化和柜內電氣觸頭(接點(diǎn))過(guò)熱等問(wèn)題。
機械故障：斷路器操動(dòng)機構及傳動(dòng)系統出現問(wèn)題會(huì )造成拒動(dòng)、開(kāi)斷與關(guān)合異常。具體表現為儲能彈簧疲勞，機構卡澀，部件變形、位移或損壞，分合閘鐵芯松動(dòng)、卡澀，軸銷(xiāo)松斷，脫扣失靈等。
電氣故障：接觸不良導致電氣接點(diǎn)過(guò)熱、開(kāi)關(guān)柜電氣控制及輔助回路異常、載流故障和儲能異常等。
絕緣故障：絕緣介質(zhì)破損或受潮時(shí)，過(guò)電壓或諧波容易引起電纜接頭、套管和介質(zhì)絕緣劣化，會(huì )導致絕緣擊穿或嚴重的電弧故障。
我公司結合多年來(lái)高壓開(kāi)關(guān)柜保護和監測系統設計研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗，依托華北電力大學(xué)強大的電力系統安全理論優(yōu)勢，采用先進(jìn)技術(shù)手段監測斷路器電氣和機械特性參數、高壓開(kāi)關(guān)柜絕緣狀況、電氣接點(diǎn)溫度以及環(huán)境溫濕度等信息，研發(fā)了高抗干擾性、檢測手段周全、狀態(tài)判別準確的STL-CMW（Comprehensive Monitoring and Warning）開(kāi)關(guān)柜運行狀態(tài)綜合監測及預警裝置。借助升級信號處理和數據綜合分析可判別開(kāi)關(guān)柜運行狀態(tài)，并利用智能故障診斷方法實(shí)現電氣、機械和絕緣缺陷的早期預警。
二、STL-CMW開(kāi)關(guān)柜運行狀態(tài)綜合監測及預警裝
1. 監測及預警裝置組成
STL-CMW開(kāi)關(guān)柜運行狀態(tài)綜合監測及預警裝置由傳感器和監測及預警裝置組成。
傳感器：通過(guò)角位移傳感器、局放傳感器、無(wú)線(xiàn)測溫傳感器和溫濕度傳感器獲取開(kāi)關(guān)柜運行的電氣、機械、絕緣和環(huán)境信息，以有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)方式將數據傳送至監測及預警裝置。
監測及預警裝置：監測及預警裝置選用32位 高性能ARM Cortex-M4處理器，滿(mǎn)足開(kāi)關(guān)柜電氣、機械、絕緣狀態(tài)監測所需運算能力。裝置采用模塊化嵌入式系統設計，劃分調度模塊、內存管理模塊、通信模塊、數據采集模塊、設備管理等多種模塊，保證系統運行的可靠性；監測及預警裝置配置3處直流電流輸入，三相交流電流輸入、10路開(kāi)入量和2路溫濕度接線(xiàn)端子，同時(shí)支持ZigBee方式多點(diǎn)位無(wú)線(xiàn)測溫；搭配觸控顯示屏實(shí)時(shí)更新監測開(kāi)關(guān)柜運行狀態(tài)信息；支持WIFI、以太網(wǎng)和串口等多種通信方式；標準化接口方便插拔，便于設備的調試和維護；全封閉式金屬隔板設計，抗電磁干擾能力強，適合現場(chǎng)惡劣運行環(huán)境。
開(kāi)關(guān)柜運行狀態(tài)監測及缺陷預警分析系統（選配）：監測及預警裝置除上述就地運行模式外，可根據現場(chǎng)情況選配開(kāi)關(guān)柜運行狀態(tài)監測及缺陷預警分析軟件系統。系統由工業(yè)級服務(wù)器、操作系統、數據庫平臺和應用軟件組成。服務(wù)器連接多臺監測及預警裝置，每臺監測及預警裝置連接各類(lèi)傳感器，用戶(hù)可通過(guò)缺陷預警分析系統掌握各開(kāi)關(guān)柜運行情況，統一管理、查看和深度分析，發(fā)現缺陷及時(shí)預警，還可以通過(guò)電腦、手機連接web服務(wù)器，實(shí)時(shí)掌控各開(kāi)關(guān)柜運行情況。
2. 技術(shù)優(yōu)勢
（1）監測信息周全：綜合感知斷路器機械特性、開(kāi)關(guān)柜絕緣狀況、電氣接點(diǎn)溫度和環(huán)境溫濕度等多種運行狀態(tài)信息。
（2）運行安全可靠：裝置符合EMC的標準，傳感器的取樣方式均采取了隔離和防護，不會(huì )因傳感器故障而影響被監測設備的安全運行;裝置與電力系統無(wú)直接的電氣聯(lián)系，不會(huì )對電力系統安全造成影響。
（3）分析判斷準確：通過(guò)整合的診斷方法及理論，綜合開(kāi)關(guān)設備各方面的采集數據及開(kāi)關(guān)行業(yè)設備大量的故障數據分析多種開(kāi)關(guān)柜運行狀態(tài)信息，準確判別故障。
（4）系統功能強大：監測及預警裝置和缺陷預警分析系統均采用高性能CPU，提供強大的數據分析處理能力，結合歷史數據庫以豐富的圖表橫縱向對比、展示開(kāi)關(guān)柜運行狀態(tài)，實(shí)現缺陷的分級預警。
（5）運維檢修輕便：運維人員可就地查看每面開(kāi)關(guān)柜運行狀態(tài)，也可以通過(guò)開(kāi)關(guān)柜運行狀態(tài)監測及缺陷預警分析系統軟件綜合獲取多臺開(kāi)關(guān)柜運行及波形信息，系統擴展WEB服務(wù)器后，還可通過(guò)手機、電腦瀏覽器遠程掌握開(kāi)關(guān)柜的運行狀態(tài)。
