一种基于录波波形分析的断路器动作特性监测方法技术

本发明专利技术提供了一种基于录波波形分析的断路器动作特性监测方法，通过计算合位信号相邻两个采样点的求和值来标定断路器关合时间，提高了监测断路器动作特性的及时性。利用断路器关合期间电流的小波模极大值点来标定合闸电阻投入与退出的时间，保证了监测的合闸电阻预投入时间的准确性。利用小波模极大值的极性，准确甄别断路器不同断口的是否存在合闸不同期情况。该发明专利技术对于在运断路器运行状态的及时掌握以及故障断路器的准确定位具有重要意义。掌握以及故障断路器的准确定位具有重要意义。掌握以及故障断路器的准确定位具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于录波波形分析的断路器动作特性监测方法


[0001]本专利技术属于电力
，具体涉及一种基于录波波形分析的断路器动作特性监测方法，能够快速检测出断路器故障并预警。

技术介绍

[0002]应用于投切电容器、长线路等场景的断路器，在关合时会引起操作过电压，同时，断路器触头开距减小到预击穿距离时，灭弧室断口击穿产生电弧，会流过较大的容性电流，会引起母线电压波动，降低系统电压质量，并且影响断路器的开断能力导致弧后重燃。装设合闸电阻是限制断路器操作过电压最可靠、最有效的方法，可以降低整个系统的绝缘要求，降低成本。由于电阻的阻尼作用，会将合闸涌流限制在一定的水平，并且使系统达到稳态。电阻预投入的时间要权衡电阻的容量可以耐受的通流能力以及接入系统达到预期效果的时间，通常认为8～11ms左右即可满足使用要求。
[0003]然而在运变电站中存在诸多投运时间较长的断路器，其合闸电阻回路以及主回路断口在合闸时有预击穿情况，实际合闸电阻预投入时间均存在不满足技术规范8～11ms要求的情况，存在隐患。同时在电压等级较高的变电站中，普遍采用多断口串联的断路器，在运时间较长的断路器存在同极断口间合闸不同期的情况，严重影响断路器动作特性。现有的方法在监测断路器动作特性并及时发出故障预警方面均存在较大的不足。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对现有技术中的不足，提供一种基于录波波形分析的断路器动作特性监测方法，在录波数据中提取断路器合闸关合时间、断路器关合期间的电流波形，借助一种波形分析方法，计算出断路器合闸电阻预投入时间，甄别断路器不同断口的合闸同期情况，实现断路器动作特性多维度监测，该方法算法简单，可靠性高，具有较强的抗外部干扰能力。
[0005]本专利技术采用以下技术方案：
[0006]基于录波波形分析的断路器动作特性监测方法，包括以下步骤：
[0007]S1、对断路器合位信号进行实时采样，若断路器合位信号由0变位为1，启动监测断路器动作特性；
[0008]S2、对断路器关合期间的电流波形数据进行小波变换，求取小波模极大值，计算第一个模极大值和第二个模极大值出现点的时间差为t1。
[0009]S3、判断第二个模极大值和第三个模极大值点的极性是否相同，若极性不同，则判为断路器同极断口间合闸同期；若极性相同，则判为断路器同极断口间合闸不同期，计算第二个模极大值和第三个模极大值出现点的时间差为t2；
[0010]S4、如果步骤S3中判为断路器同极断口间合闸同期，计算断路器合闸电阻预投入时间tact，即为步骤S2中计算出的t1值；
[0011]S5、如果步骤S3中判为断路器同极断口间合闸不同期，计算断路器合闸电阻预投
入时间tact，为步骤S2中计算出的t1值与步骤S4中计算出的t2值之和；
[0012]S6、如果步骤S4或S5计算得到断路器合闸电阻预投入时间在标准时间阈值区间内，则判断为断路器动作特性合格。
[0013]具体的，对断路器合位信号进行实时采样，判断合位信号是否变位，通过相邻两个采样点求和值来判断：
[0014]C
n
+C
n+1
＞0(n＝1，2，...，N)
[0015]其中，N表示断路器合位信号的采样点数，C
n
和C
n+1
为第n个和第n+1个采样点的断路器合位信号值。
[0016]若判断式成立，则表明合位信号发生变位，开始监测断路器动作特性。
[0017]具体的，步骤S2中，小波变换是把原始信号分解到一系列相互独立的频带上，对于原始信号S(n)，当最大分解尺度为J时，原始信号可以用一系列近似分量与细节分量的和表示：
[0018][0019]其中，n为原始信号数据总长度；A
J
(n)为第J层的近似分量，D
J
(n)为第J层的细节分量。
[0020]具体的，步骤S2中，电流信号的小波变换模极大值点对应着电流信号的突变点，小波变换模极大值极性对应着电流信号突变的方向。
[0021]进一步的，步骤S3中，断路器关合期间的电流数据的小波变换模极大值极性计算方法为：
[0022]P
j
＝sign(MI)
[0023]其中，sign为符号函数，用于提取一个数的正负；MI为断路器关合期间的电流数据的小波模极大值。
[0024]更进一步的，步骤S6中，断路器合闸电阻预投入时间的标准阈值设定为8～11ms。
[0025]本专利技术具有以下有益效果：
[0026]本专利技术基于录波波形分析的断路器动作特性监测方法，使得变电站工作人员能够及时掌握断路器的运行状态，提高了运维工作效率，断路器动作特性故障预警功能提高了故障发生的前瞻性，缩小了检修人员故障定位的时间，有效地保障了变电站的供电可靠性。
[0027]所提出的断路器动作特性监测方法算法简单，可靠性高，具有较强的抗外部干扰能力。
[0028]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0029]图1为本专利技术流程图
[0030]图2为小波变换示意图
[0031]图3为双断口断路器电气连接示意图
[0032]图4为断路器合位信号示意图
[0033]图5为断路器关合期间的电流波形和电流数据的小波变换模极大值波形示意图
具体实施方式
[0034]下面结合附图对基于录波波形分析的断路器动作特性监测方法进一步说明：
[0035]本专利技术提供了一种基于录波波形分析的断路器动作特性监测方法，通过计算合位信号相邻两个采样点的求和值来标定断路器关合时间，提高了监测断路器动作特性的及时性。利用断路器关合期间电流的小波模极大值点来标定合闸电阻投入与退出的时间，保证了监测的合闸电阻预投入时间的准确性。利用小波模极大值的极性，准确甄别断路器不同断口的是否存在合闸不同期情况。该专利技术对于在运断路器运行状态的及时掌握以及故障断路器的准确定位具有重要意义。
[0036]请参阅图1，本专利技术提供了一种基于录波波形分析的断路器动作特性监测方法，包括以下步骤：
[0037]S1、对断路器合位信号进行实时采样，若断路器合位信号由0变位为1，启动监测断路器动作特性；
[0038]判断合位信号是否变位，可以通过合位信号相邻两个采样点求和值来判断：
[0039]H
n
＝C
n
+C
n+1
＞0(n＝1，2，...，N)
[0040]其中，N表示断路器合位信号的采样点数，Cn和Cn+1为第n个和第n+1个采样点的断路器合位信号值。
[0041]若某一时刻合位信号未变位，则H
n
的值为0；若某一时刻合位信号发生变位H
n
的值为1，符合上式，开始启动监测。
[0042]S2、对断路器关合期间的电流波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于录波波形分析的断路器动作特性监测方法，其特征在于：在录波数据中提取断路器合闸关合时间、断路器关合期间的电流波形，借助一种波形分析方法，计算出断路器合闸电阻预投入时间，甄别断路器不同断口的合闸同期情况，实现断路器动作特性多维度监测，包含以下步骤：S1、对断路器合位信号进行实时采样，若断路器合位信号由0变位为1，启动监测断路器动作特性；S2、对断路器关合期间的电流波形数据进行小波变换，求取小波模极大值，计算第一个模极大值和第二个模极大值出现点的时间差为t1。S3、判断第二个模极大值和第三个模极大值点的极性是否相同，若极性不同，则判为断路器同极断口间合闸同期；若极性相同，则判为断路器同极断口间合闸不同期，计算第二个模极大值和第三个模极大值出现点的时间差为t2；；S4、如果步骤S3中判为断路器同极断口间合闸同期，计算断路器合闸电阻预投入时间t
act
，即为步骤S2中计算出的t1值；S5、如果步骤S3中判为断路器同极断口间合闸不同期，计算断路器合闸电阻预投入时间t
act
，为步骤S2中计算出的t1值与步骤S4中计算出的t2值之和；S6、如果步骤S4或S5计算得到断路器合闸电阻预投入时间在标准时间阈值区间内，则判断为断路器动作特性合格。2.根据权利要求1所述的一种基于录波波形分析的断路器动作特性监测方法，其特征在于，对断路器合位信号进行实时采样，判断合位信号是否变位，通过相邻两个采样点求和值来判断：C
n
+C
...

【专利技术属性】
技术研发人员：何茂慧，吴磊，冯轩，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司检修分公司，
类型：发明
国别省市：