一种断路器机构运行状态诊断方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种断路器机构运行状态诊断方法及装置，包括：根据预设的故障类型、温度、电压对各型号分合闸线圈进行试验和仿真，得到电流样本，并根据所述电流样本构建线圈数据库；其中，所述线圈数据库包括所述各型号分合闸线圈对应的正常电流曲线、各种故障电流曲线、温度系数及电压系数；根据所述线圈数据库，对采集的待测分合闸线圈的电流进行诊断，得到运行状态诊断结果，并能利用所述运行状态诊断结果对所述线圈数据库进行更新，能够针对不同型号的分合闸线圈建立相应的线圈数据库，保证诊断的针对性和准确性，同时能够对故障类型进行诊断，能有效提高故障诊断的准确性，且所述线圈数据库能够实时拓展和更新，具有良好的适用性。

A Method and Device for Diagnosing the Operating State of Circuit Breaker Mechanism

【技术实现步骤摘要】
一种断路器机构运行状态诊断方法及装置
本专利技术涉及电气工程测量
，尤其涉及一种断路器机构运行状态诊断方法及装置。
技术介绍
近年来，随着电网负荷增加，以及用户对用电可靠性要求的提高，电力系统对电力设备的要求越来越严格。断路器作为电力系统中最重要的电力设备之一，既起着带电切合正常的负荷电流的控制作用，也起着在规定的时间内承载、开断和关合异常电流的保护作用，因此，断路器故障将会导致严重的电网事故。根据实际运行的统计数据表明，绝大部分断路器故障是由于机构故障引起的，及时发现机构缺陷，这对于提高系统的供电可靠性、延长断路器的使用寿命具有重要应用价值。断路器机构故障类型有很多种，包括：本体机构发生的卡涩、变形；分合闸线圈接触不良导致不能触发分合闸操作；线圈内部绝缘击穿导致二次回路短路等。目前对于断路器机构的评估方法主要是包络线法，这是依据《GB1984-2003高压交流断路器》国家标准，以正常分合闸线圈电流曲线上浮及下调5％作为标准包络线，实际曲线超出包络线范围即认为发生故障。这种方法没有考虑分合闸线圈的不同型号和应用环境的差异性，即没考虑线圈的指纹信息，也无法对故障类型进行判断，导致无法准确的找到故障原因。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种断路器机构运行状态诊断方法及装置，能有效解决现有技术无法准确找到断路器的故障原因的问题，能够针对不同型号的分合闸线圈建立相应的线圈数据库，能有效提高诊断的针对性和准确性。本专利技术一实施例提供一种断路器机构运行状态诊断方法，包括：根据预设的故障类型、温度、电压对各型号分合闸线圈进行试验和仿真，得到电流样本，并根据所述电流样本构建线圈数据库；其中，所述线圈数据库包括所述各型号分合闸线圈对应的正常电流曲线、各种故障电流曲线、温度系数及电压系数；根据所述线圈数据库，对采集的待测分合闸线圈的电流进行诊断，得到运行状态诊断结果，并能利用所述运行状态诊断结果对所述线圈数据库进行更新。作为上述方案的改进，所述根据预设的故障类型、温度、电压对各型号分合闸线圈进行试验和仿真，得到电流样本，并根据所述电流样本构建线圈数据库，具体为：采集各型号分合闸线圈的正常电流，得到若干条所述分合闸线圈的正常电流曲线，并计算所述正常电流曲线的平均曲线和标准差；测试若干组不同电压下的分合闸线圈电流，得到预设电压阈值内的所述正常电流曲线与所述平均曲线的比例系数，作为电压系数；测试若干组不同温度下的分合闸线圈电流，得到预设现场温度阈值内的所述正常电流曲线与所述平均曲线的比例系数，作为温度系数；根据预设故障类型对所述各型号分合闸线圈进行试验或仿真模拟，得到所述各型号分合闸线圈的电流，从而得到若干条所述分合闸线圈的各种故障电流曲线；根据所述各型号分合闸线圈的正常电流曲线、所述各种故障电流曲线、所述温度系数、所述电压系数及所述标准差，构建线圈数据库。作为上述方案的改进，所述根据所述线圈数据库，对采集的待测分合闸线圈的电流进行诊断，得到运行状态诊断结果，并能利用所述运行状态诊断结果对所述线圈数据库进行更新，包括：对所述待测分合闸线圈的电流进行采集，并得到所述待测分合闸线圈的电流曲线；对影响所述电流曲线的机构故障参数进行模拟，并提取不同故障对所述电流曲线的影响规律；其中，所述机构故障参数包括线圈电压、线圈电阻、线圈匝数、铁芯间隙及铁芯阻力；根据预设的所述待测分合闸线圈的正常电流范围包络线和所述机构故障参数的影响规律，判断所述待测分合闸线圈是否发生故障及其故障类型。作为上述方案的改进，所述方法包括所述正常电流范围包络线的构建方法：确定所述待测分合闸线圈的型号；测量所述待测分合闸线圈的电压以及现场温度；根据所述线圈数据库，获取所述待测分合闸线圈的所述型号对应的温度系数、电压系数、正常平均电流曲线和标准差；根据所述温度系数和所述电压系数，确定所述现场温度、所述电压下的基准电流，并得到基准平均电流曲线；基于所述基准电流曲线，加上和减去预设倍数的所述标准差，得到所述待测分合闸线圈的正常电流范围包络线。作为上述方案的改进，所述方法还包括：根据所述机构故障参数的影响规律对所述电流曲线进行特征值的提取，作为诊断算法的依据；当检测到所述特征值在预设的正常阈值范围内时，判断所述断路器机构处于正常状态，得到第一诊断结果；根据所述第一诊断结果和所述电流曲线，对所述线圈数据库中所述待测分合闸线圈的型号对应的分合闸线圈数据进行更新。作为上述方案的改进，所述方法还包括：当检测到任一所述特征值在预设的故障阈值范围内时，判断断路器发生故障，得到第二诊断结果；根据所述预设故障类型，采用预设的支持向量机分类模型进行诊断，得到所述第二诊断结果对应的故障类型；根据所述电流曲线、所述第二诊断结果及其对应的故障类型，对所述线圈数据库中所述待测分合闸线圈的型号对应的分合闸线圈数据进行更新。作为上述方案的改进，所述方法还包括所述支持向量机分类模型的构建：改变所述机构故障参数，获得所述电流曲线的特征值的变化规律；根据所述变化规律对所述特征值进行归一化处理，得到特征参数；根据所述特征参数，预先设置正常阈值和所述故障阈值；根据所述特征参数和所述预设故障类型，对预先建立的支持向量机进行训练，得到所述支持向量机分类模型。本专利技术另一实施例对应提供了一种断路器机构运行状态诊断装置，包括：线圈数据库构建模块，用于根据预设的故障类型、温度、电压对各型号分合闸线圈进行试验和仿真，得到电流样本，并根据所述电流样本构建线圈数据库；其中，所述线圈数据库包括所述各型号分合闸线圈对应的正常电流曲线、各种故障电流曲线、温度系数及电压系数；诊断模块，用于根据所述线圈数据库，对采集的待测分合闸线圈的电流进行诊断，得到运行状态诊断结果，并能利用所述运行状态诊断结果对所述线圈数据库进行更新。与现有技术相比，本专利技术实施例公开的断路器机构运行状态诊断方法及装置，通过根据预设的故障类型、温度、电压对各型号分合闸线圈进行试验和仿真，得到电流样本，并根据所述电流样本构建线圈数据库，其中，所述线圈数据库包括所述各型号分合闸线圈对应的正常电流曲线、各种故障电流曲线、温度系数及电压系数，根据所述线圈数据库，对采集的待测分合闸线圈的电流进行诊断，得到运行状态诊断结果，并能利用所述运行状态诊断结果对所述线圈数据库进行更新，能够针对不同型号的分合闸线圈建立相应的线圈数据库，保证诊断的针对性和准确性，同时能够对故障类型进行诊断，能有效提高故障诊断的准确性，且所述线圈数据库能够实时拓展和更新，具有良好的适用性。本专利技术另一实施例提供了一种断路器机构运行状态诊断装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述专利技术实施例所述的断路器机构运行状态诊断方法。本专利技术另一实施例提供了一种存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述专利技术实施例所述的断路器机构运行状态诊断方法。附图说明图1是本专利技术一实施例提供的一种断路器机构运行状态诊断方法的流程示意图；图2是本专利技术一实施例提供的线圈数据库的构建流程图；图3是本专利技术一实施例提供的正常电流范围包络线的构建流程图；图4是本专利技术一实施例提供的故障诊本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种断路器机构运行状态诊断方法，其特征在于，包括：根据预设的故障类型、温度、电压对各型号分合闸线圈进行试验和仿真，得到电流样本，并根据所述电流样本构建线圈数据库；其中，所述线圈数据库包括所述各型号分合闸线圈对应的正常电流曲线、各种故障电流曲线、温度系数及电压系数；根据所述线圈数据库，对采集的待测分合闸线圈的电流进行诊断，得到运行状态诊断结果，并能利用所述运行状态诊断结果对所述线圈数据库进行更新。

【技术特征摘要】
1.一种断路器机构运行状态诊断方法，其特征在于，包括：根据预设的故障类型、温度、电压对各型号分合闸线圈进行试验和仿真，得到电流样本，并根据所述电流样本构建线圈数据库；其中，所述线圈数据库包括所述各型号分合闸线圈对应的正常电流曲线、各种故障电流曲线、温度系数及电压系数；根据所述线圈数据库，对采集的待测分合闸线圈的电流进行诊断，得到运行状态诊断结果，并能利用所述运行状态诊断结果对所述线圈数据库进行更新。2.如权利要求1所述的断路器机构运行状态诊断方法，其特征在于，所述根据预设的故障类型、温度、电压对各型号分合闸线圈进行试验和仿真，得到电流样本，并根据所述电流样本构建线圈数据库，具体为：采集各型号分合闸线圈的正常电流，得到若干条所述分合闸线圈的正常电流曲线，并计算所述正常电流曲线的平均曲线和标准差；测试若干组不同电压下的分合闸线圈电流，得到预设电压阈值内的所述正常电流曲线与所述平均曲线的比例系数，作为电压系数；测试若干组不同温度下的分合闸线圈电流，得到预设现场温度阈值内的所述正常电流曲线与所述平均曲线的比例系数，作为温度系数；根据预设故障类型对所述各型号分合闸线圈进行试验或仿真模拟，得到所述各型号分合闸线圈的电流，从而得到若干条所述分合闸线圈的各种故障电流曲线；根据所述各型号分合闸线圈的正常电流曲线、所述各种故障电流曲线、所述温度系数、所述电压系数及所述标准差，构建线圈数据库。3.如权利要求2所述的断路器机构运行状态诊断方法，其特征在于，所述根据所述线圈数据库，对采集的待测分合闸线圈的电流进行诊断，得到运行状态诊断结果，并能利用所述运行状态诊断结果对所述线圈数据库进行更新，包括：对所述待测分合闸线圈的电流进行采集，并得到所述待测分合闸线圈的电流曲线；对影响所述电流曲线的机构故障参数进行模拟，并提取不同故障对所述电流曲线的影响规律；其中，所述机构故障参数包括线圈电压、线圈电阻、线圈匝数、铁芯间隙及铁芯阻力；根据预设的所述待测分合闸线圈的正常电流范围包络线和所述机构故障参数的影响规律，判断所述待测分合闸线圈是否发生故障及其故障类型。4.如权利要求3所述的断路器机构运行状态诊断方法，其特征在于，所述方法包括所述正常电流范围包络线的构建方法：确定所述待测分合闸线圈的型号；测量所述待测分合闸线圈的电压以及现场温度；根据所述线圈数据库，获取所述待测分合闸线圈的所述型号对应的温度系数、电压系数、正常平均电流曲线和标准差；根据所述温度系数和所述电压系数，确定所述现场温度、所述电压下的基准电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帅，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44