基于力矩与转角检测的GW4-126型隔离开关典型机械故障诊断

高压隔离开关是电力系统中一种重要的电力设备,而目前针对高压隔离开关机械故障的检测与诊断,尚无行之有效的检测诊断技术,为此文中开展隔离开关机械故障检测诊断技术研究。文中以某GW4-126型隔离开关为试验研究对象,在不破坏改变隔离开关原有轴系基础上提出一种隔离开关操作力矩与转角检测技术,测得隔离开关处于正常状态、轴承卡涩、三相不同期、合闸不到位等典型机械状态的操作力矩—转角曲线,对比分析得出隔离开关机械状态改变时其对应的操作力矩—转角曲线会发生相应的改变,由此提出基于操作力矩—转角曲线的纵向比较法与横向比较法来判断隔离开关机械状态,为隔离开关的机械故障检测与诊断提供参考,以及时发现隔离开关机械故障隐患,防止事故扩大造成更大的损失。     

GW4隔离开关机械故障仿真与诊断技术

隔离开关是电力系统用量最多的高压开关设备之一,因安装调试不当或长时间运行后由于大气腐蚀、传动机构关节润滑脂流失、异物与灰尘积累等,导致隔离开关容易出现操作卡涩。针对隔离开关这类故障隐患的影响与诊断,目前研究较少,尚无有效检测诊断方法。本文以某GW4A-126型隔离开关为研究对象,通过建立虚拟样机模型,对比分析计算隔离开关处于正常状态、卡涩、三相不同期三种状态时的合闸力矩波形,由此提出一种基于操作力矩与操作杆转角检测的隔离开关机械故障诊断方法,并通过试验验证了该方法的可行性,在此基础上总结出基于操作力矩-转角曲线的隔离开关机械故障诊断流程,为隔离开关的安装调试、检修维护提供参考。     

基于操作力矩的高压隔离开关机械缺陷智能诊断

隔离开关故障频发却缺乏有效诊断方法,该文提出一种基于操作力矩波形的隔离开关机械状态智能诊断方法.为对操作力矩进行准确检测,研制了电机式操作力矩检测装置,并通过刚柔耦合动力学仿真模型验证了试验结果的准确性,通过模拟合闸不到位、卡涩和三相不同期三种典型机械缺陷,分析总结操作力矩在不同机械状态下变化规律.从波形中提取啮合前力矩均值、啮合角度、停止角度三个特征量,作为神经网络诊断模型的输入,实现缺陷智能判断.再从特征量中反演出表征故障严重程度的故障量,使该诊断技术不仅能判断正常、卡涩、三相不同期和合闸不到位四种机械状态,还可输出卡涩等级与标准位相差角度,触头触指间距离等与检修标准密切相关的故障量,为隔离开关检修提供实用性参考.     

敞开式隔离开关典型结构与故障分析

隔离开关的型号虽然多样,但大体包括开断元件、支撑绝缘件、传动元件、基座及操动机构五个基本部分,每个部分有其对应故障形式。对于不同型号隔离开关,支撑绝缘件与操作机构发生故障的原因基本相同,而开断部分的触头与传动机构由于结构差异较大,故障类型与原因差异也较大,本文意在从隔离开关的结构出发,归纳常用型号隔离开关的典型故障,为隔离开关的生产与检修提供参考。     

拉杆万向节断裂导致隔离开关拒分

正1现场情况对某220 kV变电站1号主变进行停电检修,当操作到该主变高压侧的母线隔离开关时,出现操作机构已动作至分位,但隔离开关A相本体仍处于合位的拒分情况。该站220 kV母线侧隔离开关为单柱垂直伸缩式,型号为GW6-220 DW,2005年6月生产,2006年8月完成安装调试并于同年9月投入运行。该型号隔离开关自投运以来曾发生过多次操作异常     

一起500 kV GIS隔离开关操作机构故障分析

介绍一起500 kV GIS隔离开关操作机构故障的事故分析过程。综合该设备历史运行和检修情况,通过现场解体检查,模拟还原故障过程,对比分析交直流电机特性曲线和输出参数,认为该隔离开关操作机构错误使用了不匹配的电机,异常特性输出的积累导致操作时电机无法正常带动机构动作,最终引起电机堵转烧毁。通过对这起故障的分析,可为今后GIS隔离开关类似故障的分析处理提供借鉴和参考。     

基于操作杆转角信号的隔离开关机械故障诊断技术研究

高压隔离开关在变电站中使用较多,其工作状态对变电站安全运行影响较大,多年以来由隔离开关机械故障引起的事故频发且后果严重。目前针对隔离开关锈蚀卡涩、行程不到位等机械故障缺陷,现有的诊断方法多以防范措施和经验诊断为主,诊断方法尚不完善,为此文中提出一种基于隔离开关操作杆转角信号的机械故障缺陷诊断方法。以某GW6型隔离开关为研究对象,通过搭建的操作杆转角监测系统,测量并分析了隔离开关传动机构卡涩、平衡弹簧失效、合闸不到位3种典型机械故障下转角—时间曲线,建立了依据操作杆转角-时间曲线的隔离开关机械故障缺陷诊断流程,为隔离开关的检修提供指导,以及时发现隔离开关机械故障隐患,防止事故扩大造成更大的损失。     

基于电机输出功率的水平伸缩式隔离开关机械状态检测

高压隔离开关在电力系统中应用广泛,但其调试维护未受到充分重视,导致隔离开关故障率较高,目前针对占比较大的机械故障暂无量化的检测标准。文中以某水平伸缩式隔离开关为研究对象,采用卡扣式电流传感器、改进的电压传感器,在不拆动操作机构箱内二次回路的前提下,测得电机工作时的电压与电流,结合电机内部功率传递关系,计算得到电机输出功率。采用该方法得到正常机械状态、模拟卡涩状态以及弹簧疲劳状态下,分合闸过程的输出功率曲线。试验结果表明:模拟卡涩状态下输出功率大幅增大;平衡弹簧失效时,合、分闸做功比小于1。据此,提出了基于电机输出功率的水平伸缩式隔离开关机械状态诊断方法,实现机械故障类型的快速判断。     

影响GN22–10型隔离开关合闸性能的因素分析

高压隔离开关作为变电站的一种重要电气设备,由于其型号繁多,在安装调试过程中,对不同型号的隔离开关,采取的调试方法各异,并且调试过程中影响隔离开关工作性能的因素也不尽相同。本文针对GN220-10型高压隔离开关,结合其结构和工作原理,从本体和操作机构两方面,分析了影响该型号隔离开关合闸性能的重要因素,包括本体卡涩程度、三相同期、旁击、分合闸角度、拐臂高度及拉杆长度等,并研究了不同的因素对隔离开关合闸性能造成的影响。     

隔离开关智能操作控制装置的研制

针对变电站现有隔离开关操作控制系统自动化程度低、可靠性差以及出现故障难以快速定位等问题,提出了一种小型化、全状态可视化和智能化运行的隔离开关智能操作控制装置。该装置集电机保护、逻辑检验、变频调速和环境监控为一体,实现了分合闸逻辑的实时监测和预警、电机无触点控制及可靠保护,提高了运行和检修人员对隔离开关故障定位和故障处置的效率。     

Mechanical fault diagnosis of outdoor high‐voltage disconnector

A series of experiments are conducted on a 252‐kV pantograph disconnector offline to monitor its mechanical condition. Three parameters, namely the dynamic strain of the post insulator, the rotation angle of the operating shaft, and the stator current of the driving motor, are measured by resistance strain gauges, magnetic‐sensing angle transducer, and Hall current sensor, respectively. Measurement results of the three parameters under mechanical fault conditions including clamping stagnation of the conduct tube knuckle, failure of the balance spring, and uncompleted closing operation are compared with those in normal operating condition of the disconnector. The results indicate that the dynamic strain waveform, the rotation angle curve, and the motor current envelope waveform may get distorted with increased peak value and offset peak time when mechanical faults happen to the transmission or rotating mechanism of the disconnector, and more component of the side frequency will appear in the spectrum of the motor current waveform. The proposed methods are validated to be effective for mechanical fault diagnosis and condition assessment of pantograph disconnector, and are also of reference significance for other types of disconnectors. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于语义分割与连通区域标记的隔离开关状态识别方法

提出一种基于语义分割与连通区域标记的隔离开关状态识别方法.首先,提出基于语义分割算法的隔离开关像素提取方法,将图像按照语义类别进行像素分类,实现对开关臂所在像素的提取.其次,提出基于区域生长算法的语义分割图像标记方法,实现对隔离开关连通区域的标记,并提出面积排序统计方法优化面积阈值和消除非开关臂区域.最后,根据开关臂连通区域个数判断隔离开关状态.通过引入风格迁移算法生成隔离开关风格化图像增强训练集,提升污损图像中隔离开关定位、分割的准确性.实验结果表明所提方法能够准确定位、分割隔离开关,并识别开关状态.     

基于同步挤压变换和深度迁移学习的GIS隔离开关故障诊断

为实现气体绝缘组合电器(GIS)隔离开关机械故障的智能诊断,基于GIS隔离开关分合闸过程中的振动信号,提出了基于深度迁移学习的GIS隔离开关机械故障诊断方法。首先应用二阶同步挤压傅里叶变换(FSST2)获取GIS隔离开关振动信号的时频分布,然后基于深度迁移学习的思想构建预训练模型并进行优化,建立了GIS隔离开关机械故障智能诊断模型。对某GR角型GIS隔离开关正常和典型机械故障状态下的振动信号的分析结果表明,基于FSST2得到的GIS隔离开关振动信号时频表示具有较好的能量聚集性,所建立的GIS隔离开关机械故障智能诊断模型识别准确率高且模型复杂度低,可用于GIS隔离开关机械故障的高效诊断。     

GW16、GW17型隔离开关防冰措施初探

GW16、GW17型户外高压隔离开关在电网中应用广泛,而该型隔离开关导电杆普遍存在进水缺陷,特别是2008年初冰灾期间由于进水结冰出现了大量故障。为了保证电网安全,针对该型隔离开关的内部结构作了分析,并提出了可行的防冰改进措施:应积极利用停电时间,对GW16、GW17型隔离开关实施防冰技术改造;建议设计及选型时,可选用避免雨水进入导电管内部的新型结构隔离开关。     

基于加权灰靶理论的隔离开关健康状态评估

文中针对隔离开关可靠性的研究缺少定量计算评估,提出了一种定量计算评估隔离开关运行可靠性的方法,该方法采用灰靶理论对隔离开关状态样本数据进行整合,并结合层次分析法确定状态指标量的权值实现对隔离开关的健康状态定量分级。并以南方电网江门供电局投入运行的隔离开关为例,计算出隔离开关的健康状态等级,其结果符合实际情况,表明了该方法具有一定的实际工程意义,可以为隔离开关运行维护和检修提供一定的指导。     

隔离开关触头寿命的试验研究

隔离开关设备是电网中一种重要的开关类设备,大量的敞开式隔离开关在户外装用,受环境因素影响较大。为了增大通流能力、减小回路电阻,通常对隔离开关导电杆、动静触头表面进行镀银处理。通过对近年来隔离开关设备现场运行情况进行统计分析,发现隔离开关动静触头镀银层磨损、脱落情况频发,造成回路电阻增大、隔离开关出现发热缺陷。本文针对隔离开关动静触头的三种镀银方式:普通镀银、镀硬银、石墨镀银,分别进行了大量机械操作试验,分时分阶段地观察镀银层磨损情况、测量镀银层厚度及回路电阻,通过试验结果分析论证三种镀银方式的厚度、硬度及抗磨损等性能。     

新型热爆式避雷器用脱离器

对现用脱离器的结构原理及优缺点进行了分析比较根据我国电网的特点及避雷器故障损坏的机理．提出了脱离器应满足的技术性能要求。设计了一种具有新型结构原理的热爆式脱离器，并对其应用作了说明，该种脱离器结构原理合理，运行可靠性高，技术性能完善，可推广使用．     

户外隔离开关机械故障的起因及预防

零部件表面锈蚀、操作不灵活和瓷绝缘子断裂是户外高压隔离开关常见的机械故障。对这些常见机械故障产生的原因进行了分析,并分别提出针对性的预防措施。