一种高压断路器故障融合诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种高压断路器故障融合诊断方法，包括：基于电气特性诊断高压断路器故障；基于机械特性诊断高压断路器故障；根据电气特性以及机械特性的诊断结果对高压断路器进行融合诊断，本方法基于机械特性诊断高压断路器故障类型，将电气特性作为故障辅助判别依据，进而实现电气和机械特性融合的故障诊断，保证了高压断路器的故障诊断精度，为其状态评估提供了理论依据。

【技术实现步骤摘要】
一种高压断路器故障融合诊断方法
本专利技术属于电网控制
，尤其涉及一种高压断路器故障融合诊断方法。
技术介绍
随着电网规模的不断扩大，高压断路器广泛应用于35kV及以上电压等级电网。作为电力系统的核心设备，高压断路器主要承担着保护和控制的作用，其运行状态决定着电网的安全稳定运行。高压断路器开断电流大、承受电压高、操作较频繁，极易发生故障，可能引起局部电网故障，严重情况下会导致电网瘫痪。据国内外高压断路器故障类型统计，机械故障是高压断路器的主要故障类型，一般包括机构卡滞、弹簧变形、螺栓松动、锁扣失灵和连杆断裂等。一般情况下，在机械故障发生初期，高压断路器仍能正常工作，若能够及时发现故障并处理，将有效避免故障的进一步扩大，对提高电网可靠性具有重要意义。目前，高压断路器故障诊断主要包括典型故障库建立、特征向量提取和故障判别匹配三个阶段，其中特征向量提取阶段一般采用傅里叶变换、小波包分解和短时能量分析等方法，而故障判别匹配阶段一般采用证据理论、专家系统、支持向量机等方法。但现有研究主要是基于机械或电气单一特征考虑，未将机械和电气特性融合；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压断路器故障融合诊断方法,其特征在于，包括：/n基于电气特性诊断高压断路器故障；/n基于机械特性诊断高压断路器故障；/n根据电气特性以及机械特性的诊断结果对高压断路器进行融合诊断。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压断路器故障融合诊断方法,其特征在于，包括：
基于电气特性诊断高压断路器故障；
基于机械特性诊断高压断路器故障；
根据电气特性以及机械特性的诊断结果对高压断路器进行融合诊断。


2.根据权利要求1所述的一种高压断路器故障融合诊断方法，其特征在于：所述基于电气特性诊断高压断路器故障包括通过高压断路器分合闸线圈典型电流判断故障，具体为：
设t0、t1、t2、t3、t4、t5分别为高压断路器分合闸线圈的线圈开始通电时刻、铁芯开始动作时刻、触头开始动作时刻、线圈进入稳定状态时刻、线圈断电开始时刻以及线圈断电结束时刻，这6个时刻对应的分合闸线圈典型电流分别为0、i1、i2、i3、i3、0；选择(t1-t0)、(t2-t1)、(t3-t2)、(t4-t3)、(t5-t4)、i1、i2和i3作为分合闸线圈电流的特征值，以此构建特征向量；设任意一次分合闸线圈电流特征向量为Ix；
Ix＝(t1x-t0x,t2x-t1x,t3x-t2x,t4x-t3x,t5x-t4x,ix1,ix2,ix3)＝(Ix1,Ix2,Ix3,Ix4,Ix5,Ix6,Ix7,Ix8)(1)
根据式(2)对Ix进行归一化处理：



其中，F(Ixl)表示Ix第l个特征值的归一化结果，C为归一化系数，max[Ixl]为Ix第l个特征值的历史最大值，min[Ixl]为Ix第l个特征值的历史最小值，MaxI、MinI为中间变量；
设分合闸线圈电流特征标准向量I0为
I0＝(I01,I02,I03,I04,I05,I06,I07,I08)(3)
定义基于分合闸线圈电流的故障辨识度SD为



设高压断路器正常运行时，故障辨识度SD位于[Smin,Smax]，当SD<Smin或SD>Smax，则表示高压断路器存在故障，Smin表示正常情况下，基于电气特性的断路器故障辨识度取得的最小值，Smax表示正常情况下，基于电气特性的断路器故障辨识度取得的最大值。


3.根据权利要求2所述的一种高压断路器故障融合诊断方法，其特征在于：所述基于机械特性诊断高压断路器故障包括：
基于机械特性的高压断路器特征向量提取；
基于机械特性建立高压断路器典型故障库；
基于机械特性的高压断路器故障诊断。


4.根据权利要求3所述的一种高压断路器故障融合诊断方法，其特征在于，所述基于机械特性的高压断路器特征向量提取包括：
在高压断路器的弹簧上装设应力传感器，在转轴上装设置行程传感器，在连杆上装设振动传感器，采用小波包分解法对各传感器采集得到的信号进行小波包分解，从而得到特征向量。


5.根据权利要求3所述的一种高压断路器故障融合诊断方法，其特征在于，所述基于机械特性建立高压断路器典型故障库包括：
初始化典型故障特征向量的特征指标权值
计算典型故障的特征向量；
更新典型故障特征向量的特征指标权值。


6.根据权利要求5所述的一种高压断路器故障融合诊断方法，其特征在于：所述初始化典型故障特征向量的特征指标权值具体为：
将高压断路器不同故障时的特征向量表示为：
Eij＝(eij1,…eijk,…eijN)(5)
式中，Eij表示第i种典型故障第j次试验的特征向量；eijk表示第i种典型故障第j次试验的第k个特征指标；N表示故障特征指标数量；
初始化典型故障特征向量的特征指标权值为
wk＝1(k＝1…N)(6)
式中，wk表示第k个特征指标的权值。


7.根据权利要求6所述的一种高压断路器故障融合诊断方法，其特征在于，所述计算典型故障的特征向量具体为：
将第i种典型故障第ji0次试验对应的特征向量与该典型故障其他次试验的欧式距离D(ji0)为：



计算D(ji0)取得最小值时对应的试验数jimin：



则第i种典型故障第...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭风雷，陈昊，徐鹏，张海华，张兆君，高尚，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司检修分公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32