一、高壓開關(guān)柜運(yùn)行需求分析
高壓開關(guān)設(shè)備在電網(wǎng)運(yùn)行、控制中起著至關(guān)重要的作用，其本身健康狀況直接影響電網(wǎng)運(yùn)行可靠性。由于設(shè)計(jì)、工藝和環(huán)境影響開關(guān)柜運(yùn)行中常會(huì)發(fā)生電氣和機(jī)械狀態(tài)異常，獲取高壓開關(guān)柜全方位運(yùn)行信息，是實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全運(yùn)行、狀態(tài)控制及智慧檢修的前提。調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明，長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷、操作過(guò)電壓或運(yùn)行環(huán)境惡劣可引起操作機(jī)構(gòu)機(jī)械故障、電氣設(shè)備缺陷、絕緣性能老化和柜內(nèi)電氣觸頭(接點(diǎn))過(guò)熱等問(wèn)題。
機(jī)械故障：斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)造成拒動(dòng)、開斷與關(guān)合異常。具體表現(xiàn)為儲(chǔ)能彈簧疲勞，機(jī)構(gòu)卡澀，部件變形、位移或損壞，分合閘鐵芯松動(dòng)、卡澀，軸銷松斷，脫扣失靈等。
電氣故障：接觸不良導(dǎo)致電氣接點(diǎn)過(guò)熱、開關(guān)柜電氣控制及輔助回路異常、載流故障和儲(chǔ)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(dǎo)致絕緣擊穿或嚴(yán)重的電弧故障。
我公司結(jié)合多年來(lái)高壓開關(guān)柜保護(hù)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，依托華北電力大學(xué)強(qiáng)大的電力系統(tǒng)安全理論優(yōu)勢(shì)，采用先進(jìn)技術(shù)手段監(jiān)測(cè)斷路器電氣和機(jī)械特性參數(shù)、高壓開關(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(cè)手段周全、狀態(tài)判別準(zhǔn)確的STL-CMW（Comprehensive Monitoring and Warning）開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)綜合監(jiān)測(cè)及預(yù)警裝置。借助升級(jí)信號(hào)處理和數(shù)據(jù)綜合分析可判別開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)，并利用智能故障診斷方法實(shí)現(xiàn)電氣、機(jī)械和絕緣缺陷的早期預(yù)警。
二、STL-CMW開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)綜合監(jiān)測(cè)及預(yù)警裝
1. 監(jiān)測(cè)及預(yù)警裝置組成
STL-CMW開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)綜合監(jiān)測(cè)及預(yù)警裝置由傳感器和監(jiān)測(cè)及預(yù)警裝置組成。
傳感器：通過(guò)角位移傳感器、局放傳感器、無(wú)線測(cè)溫傳感器和溫濕度傳感器獲取開關(guān)柜運(yùn)行的電氣、機(jī)械、絕緣和環(huán)境信息，以有線或無(wú)線方式將數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)測(cè)及預(yù)警裝置。
監(jiān)測(cè)及預(yù)警裝置：監(jiān)測(cè)及預(yù)警裝置選用32位 高性能ARM Cortex-M4處理器，滿足開關(guān)柜電氣、機(jī)械、絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)所需運(yùn)算能力。裝置采用模塊化嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，劃分調(diào)度模塊、內(nèi)存管理模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、設(shè)備管理等多種模塊，保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性；監(jiān)測(cè)及預(yù)警裝置配置3處直流電流輸入，三相交流電流輸入、10路開入量和2路溫濕度接線端子，同時(shí)支持ZigBee方式多點(diǎn)位無(wú)線測(cè)溫；搭配觸控顯示屏實(shí)時(shí)更新監(jiān)測(cè)開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)信息；支持WIFI、以太網(wǎng)和串口等多種通信方式；標(biāo)準(zhǔn)化接口方便插拔，便于設(shè)備的調(diào)試和維護(hù)；全封閉式金屬隔板設(shè)計(jì)，抗電磁干擾能力強(qiáng)，適合現(xiàn)場(chǎng)惡劣運(yùn)行環(huán)境。
開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及缺陷預(yù)警分析系統(tǒng)（選配）：監(jiān)測(cè)及預(yù)警裝置除上述就地運(yùn)行模式外，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選配開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及缺陷預(yù)警分析軟件系統(tǒng)。系統(tǒng)由工業(yè)級(jí)服務(wù)器、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)和應(yīng)用軟件組成。服務(wù)器連接多臺(tái)監(jiān)測(cè)及預(yù)警裝置，每臺(tái)監(jiān)測(cè)及預(yù)警裝置連接各類傳感器，用戶可通過(guò)缺陷預(yù)警分析系統(tǒng)掌握各開關(guān)柜運(yùn)行情況，統(tǒng)一管理、查看和深度分析，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)預(yù)警，還可以通過(guò)電腦、手機(jī)連接web服務(wù)器，實(shí)時(shí)掌控各開關(guān)柜運(yùn)行情況。
2. 技術(shù)優(yōu)勢(shì)
（1）監(jiān)測(cè)信息周全：綜合感知斷路器機(jī)械特性、開關(guān)柜絕緣狀況、電氣接點(diǎn)溫度和環(huán)境溫濕度等多種運(yùn)行狀態(tài)信息。
（2）運(yùn)行安全可靠：裝置符合EMC的標(biāo)準(zhǔn)，傳感器的取樣方式均采取了隔離和防護(hù)，不會(huì)因傳感器故障而影響被監(jiān)測(cè)設(shè)備的安全運(yùn)行;裝置與電力系統(tǒng)無(wú)直接的電氣聯(lián)系，不會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)安全造成影響。
（3）分析判斷準(zhǔn)確：通過(guò)整合的診斷方法及理論，綜合開關(guān)設(shè)備各方面的采集數(shù)據(jù)及開關(guān)行業(yè)設(shè)備大量的故障數(shù)據(jù)分析多種開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)信息，準(zhǔn)確判別故障。
（4）系統(tǒng)功能強(qiáng)大：監(jiān)測(cè)及預(yù)警裝置和缺陷預(yù)警分析系統(tǒng)均采用高性能CPU，提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析處理能力，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)庫(kù)以豐富的圖表橫縱向?qū)Ρ?、展示開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)缺陷的分級(jí)預(yù)警。
（5）運(yùn)維檢修輕便：運(yùn)維人員可就地查看每面開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)，也可以通過(guò)開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及缺陷預(yù)警分析系統(tǒng)軟件綜合獲取多臺(tái)開關(guān)柜運(yùn)行及波形信息，系統(tǒng)擴(kuò)展WEB服務(wù)器后，還可通過(guò)手機(jī)、電腦瀏覽器遠(yuǎn)程掌握開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)。
