成套开关设备状态检测故障诊断郭晶毕业设计Word格式.docx

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专业：

电气工程及其自动化班级：

0704学号：

200701010412

学生姓名：

郭晶

导师姓名：

胡俊达

完成日期：

2011年6月

诚信声明

本人声明：

1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；

2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；

3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。

作者签名：

郭晶日期：

2011年5月30日

湖南工程学院

毕业设计（论文）任务书

设计（论文）题目：

成套开关设备状态检测故障诊断

姓名郭晶系别电气与信息学院专业电气工程及其自动化班级0704学号200701010412

指导老师胡俊达教研室主任谢卫才

一、基本任务及要求：

本课题要求在了解要就成套开关设备状态检测故障诊断的发展、构成及工作原理的基础上，设计一个新型成套开关设备状态检测故障诊断系统。

并完成系统的软硬件设计

设计主要内容包括：

1、系统主电路原理图，元器件计算

2、系统的软硬件设计

二、进度安排及完成时间：

第一周～第二周开题报告和文献综述

第三周～第四周毕业实习

第五周～第六周完成系统硬件构建的初步设计。

第七周～第八周修改系统硬件构建设计。

第九周～第十周完成系统的主电路设计与元器件计算。

第十一周～第十二周完成系统的软件设计。

第十三周～第十四周完成系统主电路原理图的绘制，撰写毕业设计说明书（论文）。

第十五周～第十六周修改、装订毕业设计说明书、指导教师评阅。

第十七周～第十八周毕业设计答辩

摘要

本文在分析现代电力系统开关设备检修体制的基础上，叙述了开展成套电器设备在线状态检测研究的必要性和需检测的主要故障类型，并以12kV金属封闭成套开关设备为研究对象。

成套开关设备故障带来的后果是十分严重的。

其直接的危害是被开关设备所保护的线路、设备受损，电量损失；

间接的危害则造成用户大面积停电，影响正常的生活、生产甚至社会稳定。

因而，必须对开关设备实施在线状态检测故障诊断，及时发现事故隐患，避免事故发生。

本文根据电力系统现状的发展要求，借助传感器技术、计算机技术、信息技术、微电子技术等针对12kV金属封闭成套开关设备的绝缘特性、温升特性、机械特性和避雷器特性等进行了深入的研究。

并在此基础上设计出了一套集泄漏电流、母线温升、CT/PT温升、开关位置状态、避雷器泄漏电流等参数于一体的状态在线检测故障诊断系统。

通过对成套开关设备状态检测故障诊断系统的研究表明，此系统能很好地从母线升温，CT／PT温升，柜内湿度，气室压力，避雷器等几个方面进行状态检测故障诊断，及时发现事故隐患，避免事故发生。

从而大大提高电力系统运行的安全可靠性及其自动化程度，减少停电时间。

电力设备必须适应我国电力工业的发展，状态检测故障诊断作为提高电力系统安全经济运行的重要手段必将倍受瞩目。

关键词：

成套开关设备、状态检测故障诊断

Completeswitchgearstatedetectionfaultdiagnosis

ABSTRACT

Thispaperbasedontheanalyzingofswitchingdevicesmaintenanceschemeofmodernpowersystem,statesthenecessityofonlinedetectionofdevelopingcompletesetelectricalequipmentsandthemainfaulttypesneedtobedetected,uses12kVmentalclosedcompletesetswitchgearsastheresearchobject.Theconsequenceofcompletesetelectricalequipmentsfaultisveryserious.Directharmsaredamagesofcircuitsanddevicesprotectedbyswitchingdevicesandwastageofelectricquantity.Indirectharmswouldcausethewidespreadpoweroutages,affectingpeople’snormallife,productionevensocialstability.Therefore,weshouldimplementonlinestatusdetectionfaultdiagnosisforswitchequipments.Andweshouldfindoutthehiddendangersintimetoavoidanaccident.

Thisthesisaccordingtotherequirementsofthedevelopmentofpresentpowersystemstatus,studiedthedielectricproperty,temperaturerisingproperty,mechanicalpropertyandlightningarresterpropertyof12kVmentalclosedcompletesetswitchgearswiththehelpofsensortechnology,computertechnology,informationtechnology,microelectronictechnologyandsoon.Onthisbasis,thisarticledesignedoutasetofonlinedetectionfaultdiagnosissystemwhichintegratesleakagecurrent,busbartemperature,CT/PTtemperature,switchposition,arrestersleakagecurrentandsoon.

Throughthestudyofcompletesetswitchingdevicesstatusdetectionfaultdiagnosissystem,itshowsthatthissystemcandiagnosestatusdetectfaultsmoothlyfromtheaspectsofbusbartemperature,CT/PTtemperature,enclosurehumidity,gaschamberpressure,lightningarresterandsoon.Andweshouldfindoutthehiddendangersintimetoavoidanaccident.Thenitcanimprovethesafetyreliabilityandautomationofpowersystem’soperationgreatlyandreducetimeofpoweroutages.

Thepowerdevicesmustsuitableforthepowerindustrydevelopmentofourcountry.Itwillberemarkablethatthediagnosisofstatusdetectionfaultasanimportantmethodofimprovingpowersystem’ssafetyandeconomicaloperation.

KeyWords:

completesetswitchgears,statusdetectionfaultdiagnosis,powersystems

前言

随着科学技术的不断进步，出现了学科交叉渗透和交叉学科，以及边缘学科大量涌现的现象，21世纪科学技术将进一步趋向整体化、交叉化、综合化和定量化。

这些变化为电气学科的发展提供了有利的环境，推动了高压开关设备向智能化方向发展。

相当多的中、高压断路器以及气体绝缘全封闭组合电器（GIS）智能化程度的不断提高，将使供电可靠性提高、监测能力增强、恢复供电加快、运行维护更经济、方便，并能及时、有效、自动地完成各种功能控制;

由于传感技术的发展，人们可利用光纤和微电子元件解决高电压隔离和传感器系统内部小型化问题，而微处理技术可完成智能判断功能。

综合运用这两项技术可实现高压开关设备的状态检测和故障诊断，从而提高高压开关设备的智能化水平。

并对高压开关设备中采用的新技术以及高压开关智能化发展的趋势进行分析。

以往电力系统中作为测量和保护用的互感器普遍使用电磁式的，随着现代电力系统电压的升高和容量的增长，某些复杂的继电保护装置不仅能反映短路电流的大小，还能反映相位和波形，甚至反映电流的突变率，因而使用传统的电磁式互感器已不能满足目前高压开关设备多功能的需要，这就对现代传感器技术提出了更严格的要求。

随着现代光纤技术的发展，基于法拉第旋光效应的光电互感器和光电传感器（OCT）相继出现，日本Nisi-Nagoya电站目前使用的OCT结构。

初级线圈环绕在套于高压母线的环型磁芯上，螺线管与初级线圈产生的磁场方向平行，法拉第传感器沿着螺线管轴线方向安装于螺线管内，一个法拉第螺线管可同时连接多个带有磁芯的线圈，该螺线管具有磁场屏蔽功能。

初级线圈产生的电流用来形成螺线管中的磁场，而螺线管中安装的法拉第元件作为传感器将该电信号转换成光信号。

该类型OCT产品应用于275kV变电站的故障定位监测系统中，被测电流高达50kA，可在-20～+80℃的温度范围内使用，精度为1.5%，可满足故障定位系统要求。

微机处理技术的发展是实现智能化控制的前提，它是集测量、运算、决策、控制、保护及遥控于一体的综合化智能体系，可以安装于高压开关设备内部，直接面向一次设备或设备组合，能完成各自对象的继电保护、实时电量监控、状态信息记录及历史记录等功能;

微机处理技术还可作为计算机分层网络的终端，具有多种可选的通用网络接口，便于事故分析和状态监视;

形成微机防误操作和安全保障系统，适应变电站自动化的需要。

例如，对于智能化柜来说，首先通过数据采集系统获得监测信息，然后利用微机处理技术对获得的信息进行处理、判断与决策，其处理机构可分为前置处理单元和后置管理单元两部分：

前置处理单元由数据采集系统的模拟量转换为数字量，然后进行算术和逻辑运算，并与给定的报警、跳闸、操作等条件进行比较，当满足动作条件时执行动作任务;

后置管理单元则完成对数据的打印管理、事故记录等。

微机处理装置必须预留通信接口，以使软件系统与已在线运行的其他软件环境能方便地连接。

电气设备的在线监测和故障诊断是