摘要：电力作为现代社会最基础的能源之一在各个行业中发挥着极为重要的作用。变电站高压室是主网中的重要组成部分，其特点是内部结构复杂，安全距离短，故障缺陷及安全隐患较多。根据国家能源局“十三五”规划要求，推进智能电网建设，现对变电站高压室断路器进行了智能化改造，实现了全电动操作、在线监测、智能分析及故障报警等功能，提高了智能化运维和安全操作水平。本文就变电站高压室断路器智能化改造研究与应用展开探讨。
关键词：高压室；断路器；在线监测；智能化
引言
电力系统中的五防是指:（1）防止误分、误合断路器；（2）防止带负荷分、合隔离开关；（3）防止带电挂（合）接地线（接地开关）；（4）防止带接地线（接地开关）合断路器（隔离开关）；（5）防止误入带电间隔。其中，“防止误分、误合断路器”位居五防之首，断路器也是唯一未作强制性闭锁要求的设备。但意外的误碰和走错间隔，造成误分、误合断路器的事故时有发生，统计表明，在某些年份达到全部误操作事故的近20%。为此，对高压断路器智能化改造进行分析探讨。
1技术方案
某变电站10kV高压室小车式断路器改造主要包括以下部分：小车式断路器程序化操作电动底盘改造，小车式断路器的状态在线可视监测，断路器梅花触头的温度在线监测，断路器分合闸机械特性、动作电压和电流检测，断路器室、母线室、电缆室等可视化视频和热成像资料接收。（1）拉出断路器手车，拆除原有底盘小车，改造前中门，安装电动操作机构，改造开关柜的二次接线，安装电动操作机构控制器，在开关柜的接地开关操作轴上安装电动操作机构，增加电动地刀控制器及相关二次走线，以实现电动底盘车及电动接地刀的电动控制。（2）增加底盘车手动优先联锁功能、电动地刀手动操作优先联锁功能、电动关门操作联锁功能，整体更改开关柜仪表门及端子室内的二次控制线，然后调试断路器小车及接地开关的手电动联动，现场进行回路电阻、工频耐压试验，手动电动分、合闸试验。（3）完善电动底盘的相关二次控制回路，该站主变变低测控装置的遥控接点数量足够，只需对10kV主变进线柜的接线进行改造并完善遥控回路。10kV保护测控装置为南瑞科技NSR系列保护，遥控接点数量不够，需增加遥控板卡以及更换CPU插件，完善远方遥控回路，并对站内监控系统、保信系统及主站端进行扩容调试。（4）通过红外位移传感器采集并分析柜内开关机构开距、反弹、超程、分合闸时间、分合闸速度等机械特性指标，利用霍尔元件采集分合闸线圈电流波形、储能电机电流、电动底盘车电机电流等电气特性指标。
2改造研究
2.1改造前准备工作
首先在工作前必须按照安全规程要求，办理手续工作票等。然后固定刀闸的操作手柄，同时将自制绝缘挂钩挂在刀闸刀片上，并用绝缘绳固定在瓷瓶上，以防刀闸突然掉落而带电（高压）；取下控制熔芯，断开合闸直流电源，使得电动操作机构不会动作。
2.2高压断路器的防误方法
根据安全需要，凡有可能引起误操作的高压电气设备，均应装设防误装置和相应的防误电气闭锁回路。当前，高压断路器的操作方式主要为电气操作和手动操作两种方式。断路器的防误措施应能满足在监控系统、测控装置和汇控箱/机构箱处的误操作闭锁要求，监控系统实现的防误操作功能，局限于自身可控制的电动设备的防误闭锁，对于手动设备并无有效的解决方法。因此，对断路器的防误操作的重点主要是针对手动操作方式。从当前的技术来看，对高压断路器手动操作实现强制性闭锁是完全可能的。早期，采用离线式微机防误对断路器进行防误闭锁。这种方式采用防误锁具电编码锁（BMS）作为闭锁，电编码锁在电气原理上相当于一个常开接点，被串入到断路器的操作回路中。
通过电脑钥匙模拟预演正确后插入电编码锁将其短接，由电脑钥匙内部连通回路。正常操作时，只有操作设备（断路器）的编码和电脑钥匙显示的编码一致时（即没有走错间隔，没有选错要操作的设备），电脑钥匙内部接通操作回路，闭锁解除，允许操作。这种方式能够满足测控装置和机构箱的就地手动防误操作。但其最大的缺点是对断路器的远方遥控操作（监控系统上的操作），无防误功能。
2.3电气性能实时检测
通过对现有断路器线圈、储能电机等部件进行升级改造，实现对断路器的分合闸机械特性、动作电压和电流的实时检测，掌握其运行特性和发展趋势，辨识其存在的故障，预测并避免可能发生的问题，提高可靠性，降低故障率，延长生命周期，减少检修维护费用。
2.4使用及维护
（1）操作机构前应核对机构上的电机、线圈的额定电压，查看电流是否与要求相符，机构是否有零部件损坏、紧固件松动、线头脱落。（2）首次操作机构前应适当润滑机构各个传动部分。（3）机构运行时应定期进行检查和润滑。（4）正常检测机构时，应先将合闸弹簧能量释放，以带动断路器进行一次“合—分”操作（此时应断电，防止再次储能）；也可在断路器分闸状态下，先用手动分闸按钮打开分闸半轴与扣板的扣接，然后给分闸信号（电动或手动按钮），使合闸弹簧空载释放。（5）机构具有合闸操作机械连锁装置，只有当机构处于分闸位置时才能进行合闸操作，因此当机构没有连接断路器而合闸弹簧已储能时，应先将机构输出轴调到分闸位置，然后再进行空载释能工作。
3变电站高压断路器故障的解决方法
鉴于高压断路器的重要性，在进行故障处理时，若单单只是进行维修往往难以解决根本问题，在此过程中应积极应用状态检修技术，该技术是近年来新开发的技术手段，其可以对设备的运行情况进行监测，监测的方式一般为：（1）离线监测；（2）在线监测。不同的监测方式对变电站环境有着不同的要求，因此如何科学选择监测方式也十分重要。在获得相应信息后，需要相关人员对信息进行分析和判断，在监测时应注意时间，若能够在周期来临前进行是最好，但此种说法并不绝对，还是需要根据实际情况而定，若设备状态良好，也可以适当推迟检修周期。状态检修在应用时应秉承稳步推进，实事求是的原则，使整个工作流程趋于规范化，我国在此方面也有相应的标准，根据标准对设备进行评估，在制定方案时可以由相关负责人进行，但制定完成后需要第一时间上交至生产技术部，由领导审批确定合格后再投入检修工作中。高压断路器维护中也会有一定的安全隐患，为了能够保证相关人员的自身安全，变电站应做好如下工作：（1）对相关人员进行培训，不仅要使其掌握更多维修技巧，也要做好安全教育工作；（2）完善变电站值班制度；（3）完善交接班制度；（4）完善巡回检查制度；（5）做好监控中心工作。只有保证各个方面的制度不流于形式，才能够有效保证人员安全，也才能够保证设备故障检修质量。
结语
高压室断路器智能化改造是电力技术发展的趋势，其对保障电力系统安全稳定运行具有较大的意义，不仅提高了供电可靠性，还具有显著的经济效益和社会效益，必将在电网系统内得到推广应用。
参考文献
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