断路器二次回路可视化监测装置探究

断路器二次回路可视化监测装置探究

李杰 施辉容 王应芬 李得俊 普剑辉 罗开鹏

云南电网有限责任公司红河供电局 云南 661100

摘要：断路器在电力系统中起着重要的作用，它用于过载和短路保护，并能够在出现故障时迅速切断电路。然而，断路器本身也会出现故障，给变电运行和维护工作带来很大的困难。因此，对断路器的二次回路进行可视化监测是很有必要的，这不仅可以提高故障检测的效率，还能够提高设备的稳定性和安全性。

关键词：断路器；二次回路；可视化监测装置

一、引言

随着电力系统的快速发展，对电力设备的安全稳定运行要求越来越高。断路器作为电力系统中的重要设备，其二次回路故障的及时检测和处理对于保证电力系统的正常运行具有重要意义。传统的断路器二次回路检测方法主要依靠人工巡检，存在检测效率低、准确性不足等问题。为此，研究一种断路器二次回路可视化监测装置具有重要的实际意义。

二、技术背景

目前，在电力系统中，断路器二次控制回路对于断路器的分、合闸操作起到了至关重要的作用。然而，由于缺乏有效的监测手段，在实际运行过程中，常常会出现分、合闸线圈烧毁及断路器拒动等问题。这些问题不仅给电网的安全稳定运行带来风险，同时也给一线运维人员带来很大的困扰。由于无法从根本上判断故障原因，因此在出现此类问题后没有很好的应对策略，导致某些缺陷重复发生，严重影响设备的稳定运行，同时也增加了运维人员查找故障的时间，使得缺陷处理时间大大增加，延长了停电时间，造成客户满意度下降。因此，开发一种能够实时监测断路器二次回路状态的可视化监测装置，对于提高设备的稳定性和运维效率具有重要意义[1]。

断路器二次回路：断路器的二次回路是指控制断路器分、合闸动作的电气回路。在断路器的二次回路中，包括分合闸线圈及控制回路等部分，通过这些回路实现对断路器的分合闸控制。而对于断路器二次回路的监测和控制，可以实现对断路器状态的实时监测和故障的诊断。可视化监测装置：可视化监测装置是一种通过现代信息技术手段，将设备运行状态数据实时采集、处理和显示的设备。在电力系统中，可视化监测装置广泛应用于各种设备的状态监测和故障诊断。通过可视化监测装置，可以实现对断路器二次回路状态的实时监测和数据分析，帮助运维人员快速准确地判断设备状态和故障原因，提高设备的可靠性和稳定性。断路器二次回路可视化监测装置：断路器二次回路可视化监测装置是将现代信息技术与断路器二次回路监测技术相结合的一种设备。其主要功能是实时监测断路器二次回路的状态和数据，对数据进行采集、处理和显示，帮助运维人员及时准确地判断断路器的工作状态并及时排除故障，从而提高断路器的可靠性和稳定性。

三、技术方案

通过研制断路器控制回路的不同环节加入相应的传感器形成整个回路“可视化”在线监测装置，能够将传感器采集到的信号以波形化及图形化的形式展示，直观观测到控制回路的状态，工作人员在进行故障查找时就可以直接准确的观测到故障点，提高故障查找的效率，从而缩短缺陷处理的时间，提高工作效率，提高设备运行的稳定性及安全性。解决基层运维人员对断路器发生故障后无法准确分析故障所在的痛点难点问题。设备总电源是有AC转DC模块提供的，图1-1为AC-DC降压电路，该部分主要负责给控制系统提供稳定的供电。专用的降压模块配上EMC电路，可以输出低纹波的5V稳定电源，该电源在为后级系统供电的同时也可以缓慢给备用电池充电[2]。

四、解决的问题

（一）对断路器控制回路“可视化”的研制，能够便变电运行人员更加容易的发现断路器故障点的查找

断路器的二次回路故障点通常难以发现，因为其内部结构较为复杂，而且大多数部件都是密封的，无法直接观察。而使用可视化监测装置，可以通过显示屏、远程监控等方式直观地观察到断路器的二次回路工作状态，包括各个部件的运行情况、信号的传输情况等，这样就能够更加容易地发现和定位故障点。比如，如果在显示屏上可以清晰地看到某个部件出现异常，则可以立即对该部件进行检修维护，而不需要盲目地查找或猜测故障点，提高了故障排除的准确性和速度。此外，可视化监测装置还可以记录断路器二次回路的运行数据，比如工作时间、开关次数、故障次数等，通过数据分析可以找出断路器运行中的潜在问题，及时进行预防性维护，减少故障发生的可能性，确保电力系统的安全稳定运行。

（二）提高人工在查找故障点时的工作效率

断路器二次回路可视化监测装置能够实时采集和分析二次回路的运行数据，通过可视化界面呈现出来。当发生故障时，监测装置可以快速定位故障点，提供详细的故障信息，从而帮助工作人员迅速了解故障情况，提高查找故障点的效率。实时监测：可视化监测装置可以实时采集二次回路的运行数据，及时发现异常情况，便于人工及时干预。故障诊断：监测装置对采集到的数据进行分析和处理，对故障进行诊断，提供故障点相关信息，便于人工快速定位故障点。智能化分析：可视化监测装置可利用人工智能技术，对故障特征进行提取和分析，提高故障诊断的准确性。信息推送：监测装置可通过短信、邮件等方式，将故障信息及时推送至相关人员，提高故障处理的及时性。

（三）缩短缺陷处理的时间减轻劳动强度

传统的断路器检修需要大量的人力和时间，特别是对于高压断路器来说，由于其结构复杂，检修难度大，所以一旦出现故障，需要耗费大量的时间和人力来进行处理。而断路器二次回路可视化监测装置通过实时监测设备运行情况，可以在设备出现故障时及时发现并定位问题，从而大大缩短了缺陷处理的时间，减轻了相关人员的劳动强度。该装置通过对断路器二次回路的监测，能够实时监测断路器的运行状态、电流、电压等参数，一旦发现异常情况，立即发出警报和提示，并将数据反馈至监控中心。这样就可以及时发现设备的异常情况，提前预判可能出现的故障，为设备的维护和管理提供了重要的技术手段。在设备发生故障时，检修人员可以通过监测装置提供的数据，准确地定位故障点，缩短了故障处理的时间。同时，通过远程监控，检修人员可以在不接触设备的情况下进行故障诊断和排除，减少了因操作不慎而导致的安全风险[3]。

（四）提高设备运行的稳定性及安全性。

断路器二次回路可视化监测装置可以对断路器的运行状态进行全方位的、实时的监测和分析，及时掌握设备的运行状况，从而可以实施针对性的维护和管理措施，提高了设备运行的稳定性和安全性。这种监测装置能够对断路器进行多种参数的监测和记录，比如电流、电压、温度等参数都能够被准确地监测和记录，通过对这些数据的分析和评估，可以及时发现设备运行中可能存在的问题，提前预警，避免了因故障而引发的安全事故。在设备维护方面，通过对设备的实时监测，可以制定合理的维护计划，确保设备在最佳状态下运行，延长设备的使用寿命，提高了设备的可靠性和稳定性。同时，通过远程监控功能，监控中心可以实时了解设备的运行状态，及时做出反应，避免了因操作不当或其他因素造成的设备故障，提高了设备的安全性。

五、总结

综上所述，断路器二次回路可视化监测装置的研究和应用，为电力系统运行提供了有力的技术支持。它不仅提高了故障处理的效率，减轻了运行人员的劳动强度，还提高了设备的稳定性和安全性。随着电力系统自动化、智能化水平的不断提高，断路器二次回路可视化监测装置在电力系统中的应用前景十分广阔。在今后的工作中，我们将继续深入研究，优化监测装置的性能，为电力系统的发展做出更大的贡献。

参考文献：

[1]倪惠浩,陶可鹏,麦荣焕,等.110kV断路器二次回路培训演示装置及其校验方法.CN202211658146.6[2023-11-24].

[2]周城,陈淼,许文强,等.10kV断路器二次回路故障快速检测装置的研制[J].中国设备工程，2021（9）：2.DOI:10.3969/j.issn.1671-0711.2021.09.111.

[3]袁伟明,温崇攀,黄秋达,等.断路器二次回路的监测电路和装置：CN202110327387.1[P].CN113064062A[2023-11-24].