高压断路器在线监测和状态评估系统的研究硕士学位论文 精品

东 北 大 学 2007 年 12 月
A Dissertation in Mechanical Engineering
Research on On-line Monitoring and State Evaluating System for High Voltage Circuit Breakers
by Gong Wei
Supervisor：Associate Professor Wang Minzan Senior Engineer Liu Siqing
Northeastern University December 2007
独创性声明
本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得 的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过 的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工 作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢 意。 学位论文作者签名： 日 期： 年 月 日
学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日
导师签名： 签字文
摘要
高压断路器在线监测和状态评估系统的研究
摘要
作为电力系统的关键设备，高压断路器的运行状态直接影响电力系统的稳定性 和可靠性，如果发生故障或事故，会引起或扩大电网的事故，造成很大损失。因为 现行的定期维修体制存在一定的弊端，例如临时性维修不足、维修过剩、因盲目维 修或检修不当引发检修事故等，所以要大力推广以状态监测与故障诊断为基础的状 态维修体制。高压断路器在线监测的研究，对提高电力系统的维修水平，具有重要 的经济意义和社会意义。 本文在探讨电力设备维修体制的基础上，评述了高压断路器状态监测的现状和 实行状态监测的必要性和可能性。分析了断路器的行程－时间特性、分 (合 ) 闸线圈 电流等参数的监测原理，研究并构建了高压断路器的在线监测系统，并进一步探讨 了在线监测系统与综合自动化控制系统整合的可行性。 综合状态评估、诊断的需要与可操作性，选择反映高压断路器运行状态的主要 技术参数，作为评判因素，根据突变理论的思想和高压断路器的作用机理，对高压 断路器状态进行了多层次目标分解，建立了高压断路器运行状态的综合评判模型； 根据各评判因素对高压断路器工作状态的影响程度，结合评判因素的自身特性，明 确了各因素的模糊隶属度函数，并利用归一化公式进行量化递归运算，求出了断路 器总突变隶属度的函数值，从而分析判断高压断路器的运行状态。 通过实例验证，该评估模型能够较好地把表征高压断路器运行状态的各种参数 有机地结合起来，有效地评估高压断路器的整体工作性能。 关键词： 高压断路器，在线监测，状态维修，突变理论，模糊综合状态评估
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分类号 UDC
密级
学 位 论 文
高压断路器在线监测和状态评估系统的研究
作 者 姓 名 ： 龚蔚 指 导 教 师 ： 王明赞 副教授 刘四清 高级工程师 申请学位级别： 硕士 学科专业名称： 机械工程 论文提交日期： 2007 年 12 月 20 日 论 文 答 辩 日 期 ： 2008 年 1 月 24 日 学位授予日期： 评 阅 人 ： 年 月 日 答辩委员会主席： 东北大学机械工程与自动化学院 中铝贵州分公司装备能源部 学 科 类 别 ： 工学
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东北大学硕士学位论文
Abstract
Research on On-line Monitoring and State Evaluating System for High-Voltage Circuit Breaker
Abstract
As an essential equipment of the electrical power system, the operational status of High-Voltage Circuit Breaker (HVCB) directly influences on power system’s stability and reliability. If broken down, would cause or expanded the grid’s accidents, which will result in huge losses. Because the regular maintenance has some drawbacks, such as insufficient temporary repair, excessively repair, blindly repair or overhaul trigger off accidents, etc. We must promote condition monitoring that based upon On-line monitoring and fault diagnosis. So, researching on On-line monitoring of HVCB has an important economic and social significance to enhance the maintenance of the power system. Reviewed status of condition monitoring for the HVCB and its possibility and necessity, based on the conception of device maintenance of Electrical Power System. Analyzed the travel-time characteristic and principle of the open (close) coil current of breakers, and studied and built the system of on-line Monitoring for HVCB, and further researched feasibility of the on-line Monitoring and Full-automatic Control System. Combined need of condition evaluation and diagnosis with actual operability and selected technical parameters that indicate the circuit breaker operation status as the evaluation factors. Aaccording to the catastrophe theory and the intrinsic mechanism of the HVCB, divided the complex system into some subsystems and established the comprehensive evaluation model. According to different influenced degree of various evaluate factor for the working condition of HVCB, determined the fuzzy membership grade function, and then carred out quantize recursion calculation with unitary formula, determined the value of total breaking membership function to analyze the working condition of the HVCB. Through examples proved that the evaluation model can combine all kinds of parameters which represent the operational status of HVCBs, and effectively evaluate overall performance of HVCBs. Keywords: High Voltage Circuit Breaker(HVCB)， on-line monitoring， condition maintenance， catastrophe theory， fuzzy comprehensive evaluation