有载分接开关电气切换波形特征参数提取分析方法与系统技术方案

本发明专利技术提供一种有载分接开关电气切换波形特征参数提取分析方法与系统，所述方法包括：获取试验波形，确定有载分接开关接入档位和待接入档位各自的电压波形和电流波形；根据设置的待提取特征参数和特征参数提取判据从所述试验波形中提取第一特征参数值；根据设置的第二特征参数计算公式，所述第一特征参数值，电压波形和电流波形计算第二特征参数值；根据设置的特征参数异常判据，所述第一特征参数值和第二特征参数值确定所述试验波形的异常诊断结果；根据设置的故障波形定位判据和所述第一电流波形确定所述试验波形的故障诊断结果。所述方法和系统实现了开关切换试验全过程性能的全面监测，异常故障工况精确定位，有力支撑了开关的优化设计。力支撑了开关的优化设计。力支撑了开关的优化设计。

【技术实现步骤摘要】
有载分接开关电气切换波形特征参数提取分析方法与系统


[0001]本专利技术涉及电气切换波形处理分析领域,并且更具体地，涉及一种有载分接开关电气切换波形特征参数提取分析方法与系统。

技术介绍

[0002]有载分接开关是换流变压器中的重要部件，在高电压等级有载分接开关研发的过程中，有载分接开关的可靠切换是有载分接开关型式试验需要考核的重要内容，对有载分接开关电气切换试验的试验波形进行读取，提取其中能够表征分接开关性能的特征参量并进行分析是确认分接开关在试验过程中性能是否劣化的重要方法。目前，对有载分接开关电气切换试验的试验波形的读取方法通常为手动读取，首先，确认试验波形采样频率；第二，以该采样频率抽取分接开关试验波形数据；第三，通过手动方式读取各波形数据中特征参量；第四，分析特征参量随切换次数变化规律，判断分接开关是否出现劣化。采用手动方式读取试验波形具有如下缺点：第一，通过手动方式读取分接开关试验波形，效率低，读取每组数据所需时间长；第二，由于分接开关切换试验次数高达36万次，手动读取能够采用的采样频率低，无法实现对分接开关性能状态的密切监测，容易遗漏可能出现的故障工况；第三，分接开关切换试验波形特征参数手动读取通过人工进行，可能出现不同人员读取结果不一致现象，误差较大。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中手动读取有载分接开关电气切换试验的试验波形中的特征参数效率低、误差大，无法实现试验全阶段全面监测的技术问题，本专利技术提供一种有载分接开关电气切换波形特征参数提取分析方法和系统，从而实现有载有接开关电气切换波形特征参数全自动、高效，高精度的提取和分析，实现对试验波形全阶段的全面监测。
[0004]根据本专利技术的一方面，本专利技术提供一种有载分接开关电气切换波形特征参数提取分析方法，所述方法包括：获取有载分接开关电气切换试验的试验波形，其中，所述试验波形包括有载分接开关档位电压波形和档位电流波形；根据所述档位电流波形确定有载分接开关接入档位的第一电压波形和第一电流波形，以及有载分接开关待接入档位的第二电压波形和第二电流波形；根据设置的待提取特征参数和特征参数提取判据从所述试验波形中提取第一特征参数值；根据设置的第二特征参数计算公式，所述第一特征参数值，第一电压波形和第一电流波形计算第二特征参数值；根据设置的特征参数异常判据，所述第一特征参数值和第二特征参数值确定所述试验波形的异常诊断结果；根据设置的故障波形定位判据和所述第一电流波形确定所述试验波形的故障诊
断结果。
[0005]可选地，所述根据所述档位电流波形确定有载分接开关接入档位的第一电压波形和第一电流波形，以及有载分接开关待接入档位的第二电压波形和第二电流波形，包括：根据所述档位电流波形分别确定有载分接开关起始动作时刻的档位电流I
m
和I
n
，当I
m
＞0，I
n
=0时，确定有载分接开关切换方向为从档位m到档位n，其中，档位m是有载分接开关的档位a和档位b中的任意一个，档位n是有载分接开关的档位a和档位b中非m档位对应的档位，第一电压波形和第一电流波形分别为有载分接开关接入档位m的档位电压波形和档位电流波形，第二电压波形和第二电流波形分别为有载分接开关待接入档位n的档位电压波形和档位电流波形。
[0006]可选地，所述根据设置的待提取特征参数和特征参数提取判据从所述试验波形中提取第一特征参数值，其中：设置的待提取特征参数包括主通断触头燃弧的起始时刻t1和结束时刻t2，有载分接开关两个档位同时接入的时刻t3，有载分接开关完成档位切换的时刻t4，主通断触头的开断电流I1，过渡触头的开断电流I2，主通断触头的恢复电压U1，以及过渡触头的恢复电压U2；当第一电压波形中连续N个电压采样点的电压值满足U
m
≤U
x
，且第N+1个电压采样点的电压值满足U
m
>U
x
时，提取第N+1个电压采样点的时刻作为特征参数t1的特征参数值，其中，U
x
为触头燃弧判定电压值，由触头燃弧时最小燃弧电压值确定，采样起始时刻为有载分接开关起始动作时刻，N为自然数；当第一电压波形中连续N个电压采样点的电压值满足U
m
≤U
y
，且第N+1个电压采样点的电压值满足U
m
>U
y
时，提取第N+1个电压采样点的时刻作为特征参数t2的特征参数值，其中，U
y
为触头熄弧判定电压值，由触头开断后最小恢复电压值确定；当第二电流波形中连续N个电流采样点的电流值满足I
n
≤I
x
，且第N+1个电流采样点的电流值满足I
n
>I
x
时，提取第N+1个电流采样点的时刻作为特征参数t3的特征参数值，其中，I
x
为有载分接开关待接入档位接入回路判定电流值，由档位接入后的最小档位电流值确定；当第一电流波形中连续N个电流采样点的电流值满足I
m
≥ I
y
，且第N+1个电流采样点的电流值满足I
m
<I
y
时，提取第N+1个电流采样点的时刻作为特征参数t4的特征参数值，其中，I
y
为有载分接开关接入档位退出回路判定电流值，由档位退出前的最小档位电流值确定；对于第一电压波形，取采样区间t2<t<t3的电压U
m
最大值作为特征参数U1的特征参数值，取采样区间t>t4的电压U
m
最大值作为特征参数U2的特征参数值；对于第一电流波形，取采样区间t<t1的电流I
m
最大值作为特征参数I1的特征参数值，取采样区间t3<t<t4的电流I
m
最大值作为特征参数I2的特征参数值。
[0007]可选地，所述根据设置的第二特征参数计算公式，所述第一特征参数值，第一电压波形和第一电流波形计算第二特征参数值，其中，所述第二特征参数的计算公式为：
式中，t
r
燃弧时间，t
d
为单电阻时间，t
q
为桥接时间，W
z
为有载分接开关的总切换能量，W
r
为有载分接开关燃弧切换能量，W
q
为有载分接开关桥接切换能量，U
m
和I
m
分别为第一电压波形中的电压值和第一电流波形中的电流值。
[0008]可选地，所述根据设置的特征参数异常判据，所述第一特征参数值和第二特征参数值确定所述试验波形的异常诊断结果，包括：当任意一个第一特征参数值或第二特征参数值满足其对应的特征参数异常判据时，确定所述试验波形的波形异常，其中，所述特征参数异常判据包括：t1>t...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有载分接开关电气切换波形特征参数提取分析方法，其特征在于，所述方法包括：获取有载分接开关电气切换试验的试验波形，其中，所述试验波形包括有载分接开关档位电压波形和档位电流波形；根据所述档位电流波形确定有载分接开关接入档位的第一电压波形和第一电流波形，以及有载分接开关待接入档位的第二电压波形和第二电流波形；根据设置的待提取特征参数和特征参数提取判据从所述试验波形中提取第一特征参数值；根据设置的第二特征参数计算公式，所述第一特征参数值，第一电压波形和第一电流波形计算第二特征参数值；根据设置的特征参数异常判据，所述第一特征参数值和第二特征参数值确定所述试验波形的异常波形；根据设置的故障波形定位判据和所述第一电流波形确定所述试验波形的故障诊断结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述档位电流波形确定有载分接开关接入档位的第一电压波形和第一电流波形，以及有载分接开关待接入档位的第二电压波形和第二电流波形，包括：根据所述档位电流波形分别确定有载分接开关起始动作时刻的档位电流I
m
和I
n
，当I
m
＞0，I
n
=0时，确定有载分接开关切换方向为从档位m到档位n，其中，档位m是有载分接开关的档位a和档位b中的任意一个，档位n是有载分接开关的档位a和档位b中非m档位对应的档位，第一电压波形和第一电流波形分别为有载分接开关接入档位m的档位电压波形和档位电流波形，第二电压波形和第二电流波形分别为有载分接开关待接入档位n的档位电压波形和档位电流波形。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据设置的待提取特征参数和特征参数提取判据从所述试验波形中提取第一特征参数值，其中：设置的待提取特征参数包括主通断触头燃弧的起始时刻t1和结束时刻t2，有载分接开关两个档位同时接入的时刻t3，有载分接开关完成档位切换的时刻t4，主通断触头的开断电流I1，过渡触头的开断电流I2，主通断触头的恢复电压U1，以及过渡触头的恢复电压U2；当第一电压波形中连续N个电压采样点的电压值满足U
m
≤U
x
，且第N+1个电压采样点的电压值满足U
m
>U
x
时，提取第N+1个电压采样点的时刻作为特征参数t1的特征参数值，其中，U
x
为触头燃弧判定电压值，由触头燃弧时最小燃弧电压值确定，采样起始时刻为有载分接开关起始动作时刻，N为自然数；当第一电压波形中连续N个电压采样点的电压值满足U
m
≤U
y
，且第N+1个电压采样点的电压值满足U
m
>U
y
时，提取第N+1个电压采样点的时刻作为特征参数t2的特征参数值，其中，U
y
为触头熄弧判定电压值，由触头开断后最小恢复电压值确定；当第二电流波形中连续N个电流采样点的电流值满足I
n
≤I
x
，且第N+1个电流采样点的电流值满足I
n
>I
x
时，提取第N+1个电流采样点的时刻作为特征参数t3的特征参数值，其中，I
x
为有载分接开关待接入档位接入回路判定电流值，由档位接入后的最小档位电流值确定；
当第一电流波形中连续N个电流采样点的电流值满足I
m
≥ I
y
，且第N+1个电流采样点的电流值满足I
m
< I
y
时，提取第N+1个电流采样点的时刻作为特征参数t4的特征参数值，其中，I
y
为有载分接开关接入档位退出回路判定电流值，由档位退出前的最小档位电流值确定；对于第一电压波形，取采样区间t2< t< t3的电压U
m
最大值作为特征参数U1的特征参数值，取采样区间t > t4的电压U
m
最大值作为特征参数U2的特征参数值；对于第一电流波形，取采样区间t < t1的电流I
m
最大值作为特征参数I1的特征参数值，取采样区间t3< t< t4的电流I
m
最大值作为特征参数I2的特征参数值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据设置的第二特征参数计算公式，所述第一特征参数值，第一电压波形和第一电流波形计算第二特征参数值，其中，所述第二特征参数的计算公式为：式中，t
r
燃弧时间，t
d
为单电阻时间，t
q
为桥接时间，W
z
为有载分接开关的总切换能量，W
r
为有载分接开关燃弧切换能量，W
q
为有载分接开关桥接切换能量，U
m
和I
m
分别为第一电压波形中的电压值和第一电流波形中的电流值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据设置的特征参数异常判据，所述第一特征参数值和第二特征参数值确定所述试验波形的异常波形，包括：当任意一个第一特征参数值或第二特征参数值满足其对应的特征参数异常判据时，确定所述试验波形的波形异常，其中，所述特征参数异常判据包括：t1> t
1a
t2> t
2a
t3> t
3a
t4> t
4a
t
q
>t
q1
t
r
>t
r1
t
d
>t
d1
U1>U
1m
U2>U
2m
I1>I
1m
I2>I
2m
W
z
>W
z1
W
r
>W
r1
W
q
>W
q1
式中，t
1a
，t
2a
，t
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，汪可，张书琦，李鹏，李金忠，司马文霞，刘蕙，杨鸣，杨建琴，朱强，李戈琦，程涣超，张耀，李嘉熙，王若溪，杨帆，谭瑞娟，赵晓林，王健一，孙建涛，刘雪丽，邓俊宇，汤浩，李熙宁，张荐，王一林，赵义焜，
申请(专利权)人：国家电网有限公司重庆大学上海华明电力设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：