一、高壓開關(guān)柜運行需求分析

高壓開關(guān)設(shè)備在電網(wǎng)運行、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)運行可靠性。由于設(shè)計、工藝和環(huán)境影響開關(guān)柜運行中常會發(fā)生電氣和機械狀態(tài)異常，獲取高壓開關(guān)柜全方位運行信息，是實現(xiàn)設(shè)備安全運行、狀態(tài)控制及智慧檢修的前提。調(diào)查統(tǒng)計表明，長期過負荷、操作過電壓或運行環(huán)境惡劣可引起操作機構(gòu)機械故障、電氣設(shè)備缺陷、絕緣性能老化和柜內(nèi)電氣觸頭(接點)過熱等問題。
       機械故障：斷路器操動機構(gòu)及傳動系統(tǒng)出現(xiàn)問題會造成拒動、開斷與關(guān)合異常。具體表現(xiàn)為儲能彈簧疲勞，機構(gòu)卡澀，部件變形、位移或損壞，分合閘鐵芯松動、卡澀，軸銷松斷，脫扣失靈等。
       電氣故障：接觸不良導(dǎo)致電氣接點過熱、開關(guān)柜電氣控制及輔助回路異常、載流故障和儲能異常等。
       絕緣故障：絕緣介質(zhì)破損或受潮時，過電壓或諧波容易引起電纜接頭、套管和介質(zhì)絕緣劣化，會導(dǎo)致絕緣擊穿或嚴重的電弧故障。
       我公司結(jié)合多年來高壓開關(guān)柜保護和監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗，依托華北電力大學(xué)強大的電力系統(tǒng)安全理論優(yōu)勢，采用先進技術(shù)手段監(jiān)測斷路器電氣和機械特性參數(shù)、高壓開關(guān)柜絕緣狀況、電氣接點溫度以及環(huán)境溫濕度等信息，研發(fā)了高抗干擾性、檢測手段周全、狀態(tài)判別準確的STL-CMW（Comprehensive Monitoring and Warning）開關(guān)柜運行狀態(tài)綜合監(jiān)測及預(yù)警裝置。借助升級信號處理和數(shù)據(jù)綜合分析可判別開關(guān)柜運行狀態(tài)，并利用智能故障診斷方法實現(xiàn)電氣、機械和絕緣缺陷的早期預(yù)警。
二、STL-CMW開關(guān)柜運行狀態(tài)綜合監(jiān)測及預(yù)警裝

1. 監(jiān)測及預(yù)警裝置組成

STL-CMW開關(guān)柜運行狀態(tài)綜合監(jiān)測及預(yù)警裝置由傳感器和監(jiān)測及預(yù)警裝置組成。
       傳感器：通過角位移傳感器、局放傳感器、無線測溫傳感器和溫濕度傳感器獲取開關(guān)柜運行的電氣、機械、絕緣和環(huán)境信息，以有線或無線方式將數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)測及預(yù)警裝置。
       監(jiān)測及預(yù)警裝置：監(jiān)測及預(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、機械、絕緣狀態(tài)監(jiān)測所需運算能力。裝置采用模塊化嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，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)運行的可靠性；監(jiān)測及預(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，同時支持ZigBee方式多點位無線測溫；搭配觸控顯示屏實時更新監(jiān)測開關(guān)柜運行狀態(tài)信息；支持WIFI、以太網(wǎng)和串口等多種通信方式；標準化接口方便插拔，便于設(shè)備的調(diào)試和維護；全封閉式金屬隔板設(shè)計，抗電磁干擾能力強，適合現(xiàn)場惡劣運行環(huán)境。
       開關(guān)柜運行狀態(tài)監(jiān)測及缺陷預(yù)警分析系統(tǒng)（選配）：監(jiān)測及預(yù)警裝置除上述就地運行模式外，可根據(jù)現(xiàn)場情況選配開關(guān)柜運行狀態(tài)監(jiān)測及缺陷預(yù)警分析軟件系統(tǒng)。系統(tǒng)由工業(yè)級服務(wù)器、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫平臺和應(yīng)用軟件組成。服務(wù)器連接多臺監(jiān)測及預(yù)警裝置，每臺監(jiān)測及預(yù)警裝置連接各類傳感器，用戶可通過缺陷預(yù)警分析系統(tǒng)掌握各開關(guān)柜運行情況，統(tǒng)一管理、查看和深度分析，發(fā)現(xiàn)缺陷及時預(yù)警，還可以通過電腦、手機連接web服務(wù)器，實時掌控各開關(guān)柜運行情況。

2. 技術(shù)優(yōu)勢

（1）監(jiān)測信息周全：綜合感知斷路器機械特性、開關(guān)柜絕緣狀況、電氣接點溫度和環(huán)境溫濕度等多種運行狀態(tài)信息。
       （2）運行安全可靠：裝置符合EMC的標準，傳感器的取樣方式均采取了隔離和防護，不會因傳感器故障而影響被監(jiān)測設(shè)備的安全運行;裝置與電力系統(tǒng)無直接的電氣聯(lián)系，不會對電力系統(tǒng)安全造成影響。
       （3）分析判斷準確：通過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)柜運行狀態(tài)信息，準確判別故障。
       （4）系統(tǒng)功能強大：監(jiān)測及預(yù)警裝置和缺陷預(yù)警分析系統(tǒng)均采用高性能CPU，提供強大的數(shù)據(jù)分析處理能力，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)庫以豐富的圖表橫縱向?qū)Ρ取⒄故鹃_關(guān)柜運行狀態(tài)，實現(xiàn)缺陷的分級預(yù)警。
       （5）運維檢修輕便：運維人員可就地查看每面開關(guān)柜運行狀態(tài)，也可以通過開關(guān)柜運行狀態(tài)監(jiān)測及缺陷預(yù)警分析系統(tǒng)軟件綜合獲取多臺開關(guān)柜運行及波形信息，系統(tǒng)擴展WEB服務(wù)器后，還可通過手機、電腦瀏覽器遠程掌握開關(guān)柜的運行狀態(tài)。