大唐观音岩水电：GIS六氟化硫开关机械特性在线监测研究及应用

导语

2023年11月2日，在“第2届电力行业数字化转型大会暨第4届电力人工智能大会”上，「智创奖」第二届电力数智化转型技术创新应用评选颁奖典礼同期举行。

大唐观音岩水电开发有限公司凭借其“GIS六氟化硫开关机械特性在线监测研究及应用”案例，获得“电力设备智能运维与管理创新应用案例奖”。

本篇文章将重点讲解其技术特点及应用成效。

1、技术特点

01、非接触式传感器技术

项目研究非接触式传感器技术，利用高精度磁栅尺感应读头和穿心式霍尔电流传感器分别采集位移和电流信号，实时监测和采集GIS断路器机械特性数据。该技术提高设备安全和稳定性，降低损坏风险，延长设备使用寿命。

02、基于5G的在线监测技术

项目研究基于5G的在线监测技术，在5G网络的高带宽和低时延特点下，通过基站与核心网相连，实现采集数据的实时传输，确保监测数据的准确性和及时性，从而实现对GIS断路器机械特性的高精度监测和故障预警。

03、断路器典型故障智能分析算法

项目研究断路器典型故障智能分析算法，通过探究断路器状态与监测数据的关系，提取线圈电流与触头行程曲线特征值，项目采用基于改进粒子群算法优化的广义回归神经网络对断路器典型故障进行智能识别，并建立时序趋势分析模型，为检修人员提供决策支持，及时发现和处理潜在的问题。

2、应用成效

01、经济效益

1.使用本项目成果后，原来每年开展5组GIS断路器回路电阻试验（0.6万元/次）和5次GIS断路器机械特性试验（2.5万元/次），而应用本项目成果可以一次性测量回路电阻和机械特性，测试价格为2万元/次，则每年可节省的费用为5.5万元。

2.本项目研究成果可发现GIS断路器隐藏缺陷，避免突发故障导致停电，按照GIS断路器故障率为0.01次/台·年，每次抢修停电时间为120小时，上网电价为0.37元/千瓦时，该水电站每年可减少因停电导致的损失约133.2万。综合以上分析，本项目对于该发电厂创造的综合效益为138.7万元。

02、管理效益

1.对GIS开关分合闸时间、机械位移、操作结构电流的实时监测，解决了周期性停电试验无法有效覆盖GIS开关全生命周期机械特性监测的问题；

2.通过对机械特性在线监测量的分析，绘制时间-位移行程/线圈电流/储能电机电流曲线，解决了开关分合闸过程中运动分合闸不到位、弹跳、储能电机状态异常等日常检测无法有效分析的问题。

3.通过开展GIS开关特性测试，建立典型缺陷下开关机械特性特征图谱库，解决了开关异常特征数据库缺失的问题，实现GIS开关状态智能识别分析；

4.通过对开关多次分合闸特征量监测的大数据分析，实现GIS开关机械状态趋势分析、状态评估、远方诊断、异常情况预警等功能，保障GIS开关的安全稳定运行。

3、应用场景

该成果可用于GIS六氟化硫开关机械特性在线监测，包括非接触式直线位移传感器、穿心式霍尔电流传感器、断路器机械特性在线监测单元、数据库服务器工作站。

系统已在大唐观音岩水电站1-5号机组的十台断路器进行安装调试，实现了特征曲线分析和特征参数计算，充分验证了技术可靠，项目形成的软硬件成果可以在云南公司、集团发电企业乃至行业内GIS断路器、罐式断路器和发电机出口断路器状态监测和评估中使用并推广。

参与单位：大唐观音岩水电开发有限公司、大唐水电科学技术研究院有限公司