【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于配电网在线监测，更具体地，涉及一种基于分闸过程电流特征的断路器机械特性监测方法与装置。
技术介绍
1、断路器是配电网主要设备之一，其主要功能是快速切除隔离故障，保证配电网系统的正常运行，其运行状态对电力系统稳定、安全运行具有重要意义。其机械特性是反映断路器工作状态的重要指标，借助其机械特性可判断断路器机械结构的工作参数变化和机械故障，也关系到灭弧系统的工作是否正常。因此，了解掌握断路器机械特性及其变化趋势，对于电力系统发展具有重大作用。
2、现有断路器机械特性监测主要增加位移传感器、加速传感器、温度传感器等，通过检测到断路器开关运动距离、速度、温度变化等间接反映断路器的机械特性状态。该方式增加使用成本，同时检测结果受外部环境和传感器精度限制，误差较大。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：使用第三方传感器设备采集的数据间接反映断路器的机械特性，因外部环境与传感器自身精度影响，误差较大，同时增加使用成本。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种基于分闸过程电流特征的断路器机械特性监测方法，所述方法包括如下步骤：
3、获得断路器分闸动作启动时刻t0，所述断路器分闸动作启动时刻t0是指线路故障或下发控制命令时，控制断路器分闸线圈回路导通产生电流时刻；
4、获得电流停止增长时刻t1，所述电流停止增长时刻t1是指铁心开始运动，运动产生反电动势，阻碍线圈电流增长，该反电动势随铁心运动速度增大而增加，直至
5、获得铁心撞击脱扣杆时刻t′1，所述铁心撞击脱扣半轴时刻t′1是指铁心在电磁吸力作用下运动撞击到断路器脱扣杆的时刻；
6、获得电流停止增长时刻t2，所述电流停止增长时刻t2是指铁心碰到脱扣杆后断路器开关开始动作，而铁心受到弹簧弹力及脱扣杆反作用力，运动速度降低，其反电动势降低，直至电压达到平衡，电流停止下降时刻；
7、获得断路器完成分闸动作切断线路时刻t′2，所述断路器完成分闸动作切断线路时刻t′2是指断路器一次开关完成分闸动作，切断线路，各相电流值归零时刻；
8、定义δt1＝t2-t1差值反映断路器动作启动部件机械特性性能；
9、定义δt′1＝t′2-t′1时间差值反映断路器分闸与灭弧时间机械特性性能；
10、定义δt＝t′2-t1来整体反映断路器机械特性性能。
11、本专利技术的一个实施例中，基于现有馈线终端，实时采集配网线路中断路器三相电流(ian、ibn、icn)、零序电流(i0n)、分闸线圈电流(in)波形数据，并缓存用于进行电流波形特征提取。
12、本专利技术的一个实施例中，在t0～t1阶段前期，铁心受到的电磁吸力小于返回弹簧与自身重量反作用力，铁心没有运动，电流按指数规律增长，通过当前采样时刻线圈电流突变差值判断确认线圈启动时刻，δin＝|in-in+1|-|in-in-1|，式中δin为当前采样时刻线圈电流突变差值，in为当前第n间隔时刻电流采样值，当δin＞αt0时，确认线圈启动时刻t0，αt0为启动门槛。
13、本专利技术的一个实施例中，在t0～t1阶段后期，当电磁吸力大于反作用力，铁心开始运动，运动产生反电动势，阻碍线圈电流增长，该反电动势随铁心运动速度增大而增加，但未占据主导地位时，线圈电流会继续增加，直至电压达到平衡，电流停止增长
14、
15、式中βn为当前采样时刻线圈电流方向特征参数，in为当前第n间隔时刻电流采样值，当βn＞0时，确认线圈电压平衡，电流停止增长时刻t1。
16、本专利技术的一个实施例中，t1～t2阶段前期，铁心速度继续增大，反电动势占据主导，线圈电流开始局部下降。
17、本专利技术的一个实施例中，t1～t2阶段后期，铁心碰到脱扣杆，此时断路器开关开始动作，而铁心受到返回弹簧弹力及脱扣杆反作用力，运动速度降低，直到铁心运动到最大行程处，并保持在该位置，电流停止下降。
18、本专利技术的一个实施例中，通过电流方向特征参数，确认当前电流停止下降时刻t2。
19、本专利技术的一个实施例中，t2～t3阶段，此时线圈电感为过渡为一常数，线圈电流按指数规律上升到稳态值，稳态值由电源电压和线圈内阻决定，在t′2时刻断路器一次开关完成分闸动作切断线路，各相电流值归零，满足f(t′2)要求，为线路切断时采集的零漂门槛值t3时刻断路器辅助接点断开，切断分合闸线圈控制回路。
20、本专利技术的一个实施例中，所述方法还包括：
21、在出厂测试时首先在无负荷电流的情况下进行n次断路器分闸操作测试，提取无流情况下的特性时间平均值δt1(0)，并记录保存
22、断路器分别针对额定电流、2倍额定电流、...n倍额定电流的负荷电流进行δt1(1)、δt1(2)、...δt1(n)特征提取，并与无流情况进行修正分析，通过自适应算法，得出该断路器负荷电流对开关动作时间的影响系数其中使用系数对实际应用过程中的负荷电流动作时间进行修正，减少负荷电流的影响，得到修正后的断路器动作时间δt来监测断路器的机械特性性能。
23、按照本专利技术的另一方面，还提供了一种基于分闸过程电流特征的断路器机械特性监测装置，包括至少一个处理器和存储器，所述至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，所述存储器存储能被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令在被所述处理器执行后，用于完成所述的基于分闸过程电流特征的断路器机械特性监测方法。
24、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：
25、基于现有标配的馈线终端设备，本专利技术无需额外添加其他第三方传感器设备，减少使用成本；同时馈线终端通过一二次融合标准航插电缆接口采集断路器相电流和分闸电流波形数据，避免外界环境过多影响。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于分闸过程电流特征的断路器机械特性监测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于分闸过程电流特征的断路器机械特性监测方法，其特征在于，基于现有馈线终端，实时采集配网线路中断路器三相电流(ian、ibn、icn)、零序电流(iOn)、分闸线圈电流(in)波形数据，并缓存用于进行电流波形特征提取。
3.如权利要求2所述的基于分闸过程电流特征的断路器机械特性监测方法，其特征在于，在t0～t1阶段前期，铁心受到的电磁吸力小于返回弹簧与自身重量反作用力，铁心没有运动，电流按指数规律增长，通过当前采样时刻线圈电流突变差值判断确认线圈启动时刻，Δin＝|in-in+1|-|in-in-1|，式中Δin为当前采样时刻线圈电流突变差值，in为当前第n间隔时刻电流采样值，当Δin＞αt0时，确认线圈启动时刻t0，αt0为启动门槛。
4.如权利要求2所述的基于分闸过程电流特征的断路器机械特性监测方法，其特征在于，在t0～t1阶段后期，当电磁吸力大于反作用力，铁心开始运动，运动产生反电动势，阻碍线圈电流增长，该反电动势随铁心运动速度
5.如权利要求2所述的基于分闸过程电流特征的断路器机械特性监测方法，其特征在于，t1～t2阶段前期，铁心速度继续增大，反电动势占据主导，线圈电流开始局部下降。
6.如权利要求1或2所述的基于分闸过程电流特征的断路器机械特性监测方法，其特征在于，t1～t2阶段后期，铁心碰到脱扣杆，此时断路器开关开始动作，而铁心受到返回弹簧弹力及脱扣杆反作用力，运动速度降低，直到铁心运动到最大行程处，并保持在该位置，电流停止下降。
7.如权利要求6所述的基于分闸过程电流特征的断路器机械特性监测方法，其特征在于，通过电流方向特征参数，确认当前电流停止下降时刻t2。
8.如权利要求1或2所述的基于分闸过程电流特征的断路器机械特性监测方法，其特征在于，t2～t3阶段，此时线圈电感为过渡为一常数，线圈电流按指数规律上升到稳态值，稳态值由电源电压和线圈内阻决定，在t′2时刻断路器一次开关完成分闸动作切断线路，各相电流值归零，满足f(t′2)要求，为线路切断时采集的零漂门槛值t3时刻断路器辅助接点断开，切断分合闸线圈控制回路。
9.如权利要求1或2所述的基于分闸过程电流特征的断路器机械特性监测方法，其特征在于，所述方法还包括：
10.一种基于分闸过程电流特征的断路器机械特性监测装置，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种基于分闸过程电流特征的断路器机械特性监测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于分闸过程电流特征的断路器机械特性监测方法，其特征在于，基于现有馈线终端，实时采集配网线路中断路器三相电流(ian、ibn、icn)、零序电流(ion)、分闸线圈电流(in)波形数据，并缓存用于进行电流波形特征提取。
3.如权利要求2所述的基于分闸过程电流特征的断路器机械特性监测方法，其特征在于，在t0～t1阶段前期，铁心受到的电磁吸力小于返回弹簧与自身重量反作用力，铁心没有运动，电流按指数规律增长，通过当前采样时刻线圈电流突变差值判断确认线圈启动时刻，δin＝|in-in+1|-|in-in-1|，式中δin为当前采样时刻线圈电流突变差值，in为当前第n间隔时刻电流采样值，当δin＞αt0时，确认线圈启动时刻t0，αt0为启动门槛。
4.如权利要求2所述的基于分闸过程电流特征的断路器机械特性监测方法，其特征在于，在t0～t1阶段后期，当电磁吸力大于反作用力，铁心开始运动，运动产生反电动势，阻碍线圈电流增长，该反电动势随铁心运动速度增大而增加，但未占据主导地位时，线圈电流会继续增加，直至电压达到平衡，电流停止增长
5.如权利要求2所述的基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：骆立伟，成中振，
申请(专利权)人：武汉烽火技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。