本发明专利技术公开了一种适用于在线监测的断路器刚分刚合点判断方法及其装置。装置包括传感器单元、数据采集单元与数据处理单元。方法为：(1)位移信号数据采集及传输、存储，并进行消噪、去毛刺平滑处理。(2)断路器合闸过程三相位移量、起始时刻、离散合闸速度计算。(3)根据加速度判据确定三相合闸过程刚合点。(4)根据刚合点求取三相合闸过程接触行程。(5)根据三相分合闸接触行程相等的原则计算分闸过程刚分点。本发明专利技术通过选用三相位移传感器直接测量位移，利用加速度判据得到刚分刚合点，提高了三相测量精度，实现了在线状态下三相机械特性的监测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电工
，尤其涉及一种断路器刚分刚合点的在线判断方法及其>J-U装直。
技术介绍
断路器是电力系统中重要的控制和保护电器，在电网运行中起到控制电力线路和设备投入与退出、迅速切除故障线路、保护无故障线路正常运行等重要作用，保障断路器的正常工作是维持电力系统安全稳定运行的基础。传统的定期检修方式已不能满足现代大规模电力系统发展的要求，需要向状态检修转变。因此，能够显示断路器工作状况，具备故障诊断功能，可以为状态检修提供依据的在线监测技术就显得尤为重要。断路器在线监测所包含的监测对象主要有分合闸线圈电流、储能电机电流、三相触头电压电流、三相位移量、触头温度、局部放电、真空包真空度及断路器工作状态(分合、储能等)等。其中三相位移量的监测尤为重要，许多断路器的机械特性，包括触头开距、接触行程、分合闸时间、分合闸速度、合闸顺序及三相不同期性等参数都是由三相位移量数据计算得来。在这些机械特性参数的计算中，断路器刚分刚合点的判断起到了关键的作用，是确定触头开距、接触行程及三相不同期性的前提。为了提高断路器使用寿命，保障其稳定运行，降低日常的维护费用，就必须完善在线监测的内容和提高监测的精度。刚分刚合点的判断就是在线监测技术中的一个重要内容，其监测精度对于机械特征参数有着很大的影响，同时也决定着故障诊断的可信程度。传统上对于断路器的检测大都是在离线空载的状态下进行的，通过在三相触头上加辅助回路来完成检测。而当断路器工作在在线负载状态时，三相触头工作在高压状态，难以通过检测回路电流来确定刚分刚合点，因而不能在断路器在线监测系统中得到应用。所以，设计一种适用于在线监测，能准确判别断路器刚分刚合点的在线测量新算法成为亟需解决的课题。国内外对于断路器刚分刚合点的判别进行了一定的研究，也产生了一些成果应用于断路器在线监测系统中。传统的对于断路器分合闸刚分刚合点的检测主要是通过光电编码器来进行，将光电编码器安装于操动机构主轴上，通过检测转角换算为动触头的行程。利用数值微分求取各采样点速度，将速度零点认为是断路器刚合点。其缺陷在于只能检测断路器主轴的转角，无法将其转化为三相单独的位移量，给三相不同期性的计算带来困难。近年来还出现了一种通过检测三相合闸振动信号，提取振动信号特征量用来检测刚合点的方法。该方法有一定的检测精度，然而却并不适用于10-20KV真空断路器。总的来说，旧有的检测方案存在着检测精度不高，检测方案复杂等缺陷，不适应在线监测的要求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种适用于在线监测的断路器刚分刚合点判断方法及其装置。本专利技术简单实用、计算精度相对较高；其装置成本较低、稳定可靠、能够连续运行，可满足在线监测关于刚分刚合点以及其他机械参数检测的要求。本专利技术采用如下技术方案本专利技术所述的一种断路器刚分刚合点的在线判断方法，包括断路器刚合点在线判断方法和刚分点在线判断方法，其特征在于，利用断路器刚合点在线判断方法分别对A、B、C三相实施断路器的刚合点进行在线判断，利用刚分点在线判断方法分别对A、B、C三相实施断路器的刚分点进行在线判断，所述断路器刚合点在线判断方法包括以下步骤步骤I按照采样点的采样时间顺序，利用位移传感器依次获取等时间间隔T的断路器动触头合闸过程的位移模拟量disA(i)，i = 1、2、3.......，时间间隔T= l/f，f为采样率，i为采样点的序号且为正整数， 步骤2配置算法参数选择断路器操动机构底面板作为测量基准面，并以测量基准面至分闸状态下动触头之间的距离作为动触头实际最小位移值Amin，以测量基准面至合闸状态下动触头之间的距离作为动触头实际最大位移值Amax，再通过测量获取动触头实际最大位移值Amax以及动触头实际最小位移值Amin,步骤3对步骤I采集的动触头位移信号预处理采用小波消噪算法进行一维降噪，消除噪声干扰，消噪后数据为disAl(i)，i = 1、2、3........利用限幅滤波手段去除毛刺，得到预处理后的离散位移数据为disA2(i)，i = 1、2、3........步骤4实际离散位移量disAs⑴、总行程strA、合闸起始时刻nhAl及离散合闸速度yA⑴的计算步骤4. I实际离散位移量disAs⑴计算首先计算总行程strA,总行程strA = Amax-Amin ；其次计算线性比例系数KK，所述线性比例系数KK表示实际位移量与所采集的信号电压值之间的线性比例，计算公式为KK= strA/ (av2-avl),其中av2表示合闸状态的位移传感器米样电压值，avl表不分闸状态的位移传感器米样电压值；最后得到实际离散位移量disAs (i)，实际离散位移量为disAs(i) = (disA2 (i)-avl) XKK步骤4. 2搜索起始时刻nhAl :向后逐个搜索disAs (i)，并以第一个大于合闸过程总行程strA的10%所对应时刻的点为nhAl，步骤4. 3实际离散位移量disAs (i)所对应的离散合闸速度yA(i)通过数值微分三点公式得到，将disAs (I)、disAs (1+1)、disAs (1+2)作为一组进行分段计算，I = 1、4、7........3n+l，n为自然数，其算法如下 yA{l) = \-3disAs{l) + AdisAsQ + 1)- disAs {I + 2)]y^(J +1) = ~~ ^—disAsil^ + disAs (I + 2)]yA(l + 2) = \disAs{l) - AdisAsQ + 1) + 3disAs(l + 2)]I = 1、4、7、......、3n+l，n 为自然数，得到合闸过程离散合闸速度yA(i)，i = 1、2、3........步骤5合闸过程刚合点判断，其具体分步骤如下步骤5. I以nhAl为起始点，向后搜索速度零点nhA2，其判断依据为disAs (k+1)-disAs (k) < 0 且 disAs (k)-disAs (k_l) >0其中，k依次取值为nhAl、nhAl+l、nhAl+2、......，直至出现满足条件的k并以满足条件的第一个k点即为nhA2点，步骤5. 2以nhA2为起始点，向前搜索加速度零点nhA3，其判断依据为yA(j+l)-yA(j) < 0 且 yA (j)-yA (j_l) >0其中，j依次取值为nhA2、nhA2_l、nhA2_2、……，直至出现满足条件的j并以满足条件的第一个j点即为nhA3点， 步骤6以nhA3点作为刚合点，求取断路器接触行程ConA，ConA= strA-disAs (nhA3)；所述断路器刚分点在线判断方法包括以下步骤步骤7按照采样点的采样时间顺序，利用位移传感器依次获取等时间间隔T的断路器动触头分闸过程的位移模拟量dispA(i)，i = 1、2、3.......，时间间隔T = l/f,f为采样率，i为采样点的序号且为正整数，步骤8对步骤7采集的动触头位移信号预处理采用小波消噪算法进行一维降噪，消除噪声干扰，利用限幅滤波手段去除毛刺，得到预处理后的离散位移数据为dispA2(i)，i=1、2、3、......，步骤9 实际离散位移量 dispAs ⑴计算，dispAs(i) = (disp本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种断路器刚分刚合点的在线判断方法，包括：断路器刚合点在线判断方法和刚分点在线判断方法，其特征在于，利用断路器刚合点在线判断方法分别对A、B、C三相实施断路器的刚合点进行在线判断，利用刚分点在线判断方法分别对A、B、C三相实施断路器的刚分点进行在线判断，所述断路器刚合点在线判断方法包括以下步骤：步骤1按照采样点的采样时间顺序，利用位移传感器依次获取等时间间隔T的断路器动触头合闸过程的位移模拟量disA(i)，i＝1、2、3、......，时间间隔T＝1/f，f为采样率，i为采样点的序号且为正整数，步骤2配置算法参数：选择断路器操动机构底面板作为测量基准面，并以测量基准面至分闸状态下动触头之间的距离作为动触头实际最小位移值Amin，以测量基准面至合闸状态下动触头之间的距离作为动触头实际最大位移值Amax，再通过测量获取动触头实际最大位移值Amax以及动触头实际最小位移值Amin，步骤3对步骤1采集的动触头位移信号预处理：采用小波消噪算法进行一维降噪，消除噪声干扰，消噪后数据为disA1(i)，i＝1、2、3、......，利用限幅滤波手段去除毛刺，得到预处理后的离散位移数据为disA2(i)，i＝1、2、3、......，步骤4实际离散位移量disAs(i)、总行程strA、合闸起始时刻nhA1及离散合闸速度yA(i)的计算：步骤4.1实际离散位移量disAs(i)计算：首先计算总行程strA，总行程strA＝Amax？Amin；其次计算线性比例系数KK，所述线性比例系数KK表示实际位移量与所采集的信号电压值之间的线性比例，计算公式为：KK＝strA/(av2？av1)，其中av2表示合闸状态的位移传感器采样电压值，av1表示分闸状态的位移传感器采样电压值；最后得到实际离散位移量disAs(i)，实际离散位移量为：disAs(i)＝(disA2(i)？av1)×KK步骤4.2搜索起始时刻nhA1：向后逐个搜索disAs(i)，并以第一个大于合闸过程总行程strA的10％所对应时刻的点为nhA1，步骤4.3实际离散位移量disAs(i)所对应的离散合闸速度yA(i)通过数值微分三点公式得到，将disAs(l)、disAs(l+1)、disAs(l+2)作为一组进行分段计算， l＝1、4、7、......、3n+1，n为自然数，其算法如下：yA(l)=12T[-3disAs(l)+4disAs(l+1)-disAs(l+2)]yA(l+1)=12T[-disAs(l)+disAs(l+2)]yA(l+2)=12T[disAs(l)-4disAs(l+1)+3disAs(l+2)]l＝1、4、7、......、3n+1，n为自然数，得到合闸过程离散合闸速度yA(i)，i＝1、2、3、......，步骤5合闸过程刚合点判断，其具体分步骤如下：步骤5.1以nhA1为起始点，向后搜索速度零点nhA2，其判断依据为：disAs(k+1)？disAs(k)＜0且disAs(k)？disAs(k？1)＞0其中，k依次取值为nhA1、nhA1+1、nhA1+2、……，直至出现满足条件的k并以满足条件的第一个k点即为nhA2点，步骤5.2以nhA2为起始点，向前搜索加速度零点nhA3，其判断依据为：yA(j+1)？yA(j)＜0且yA(j)？yA(j？1)＞0其中，j依次取值为nhA2、nhA2？1、nhA2？2、……，直至出现满足条件的j并以满足条件的第？个j点即为nhA3点，步骤6以nhA3点作为刚合点，求取断路器接触行程ConA，ConA＝strA？disAs(nhA3)；所述断路器刚分点在线判断方法包括以下步骤：步骤7按照采样点的采样时间顺序，利用位移传感器依次获取等时间间隔T的断路器动触头分闸过程的位移模拟量dispA(i)，i＝1、2、3、......，时间间隔T＝1/f，f为采样率，i为采样点的序号且为正整数，步骤8对步骤7采集的动触头位移信号预处理：采用小波消噪算法进行一维降噪，消除噪声干扰，利用限幅滤波手段去除毛刺，得到预处理后的离散位移数据为dispA2(i)，i＝1、2、3、......，步骤9实际离散位移量dispAs(i)计算，dispAs(i)＝(dispA2(i)？av1)×KK，步骤10根据分合闸过程接触行程ConA相等的原则，按顺序向后搜索dispAs(i)，i＝1、2、3、......，并以第一个大于ConA所对应时刻的点为nfA1，即分闸过程刚分点。...
【技术特征摘要】
1.ー种断路器刚分刚合点的在线判断方法，包括断路器刚合点在线判断方法和刚分点在线判断方法，其特征在于，利用断路器刚合点在线判断方法分别对A、B、C三相实施断路器的刚合点进行在线判断，利用刚分点在线判断方法分别对A、B、C三相实施断路器的刚分点进行在线判断， 所述断路器刚合点在线判断方法包括以下步骤 步骤I按照采样点的采样时间顺序，利用位移传感器依次获取等时间间隔T的断路器动触头合闸过程的位移模拟量disA(i)，i = 1、2、3.......，时间间隔T = 1/f，f为采样率，i为采样点的序号且为正整数， 步骤2配置算法參数选择断路器操动机构底面板作为测量基准面，并以测量基准面至分闸状态下动触头之间的距离作为动触头实际最小位移值Amin，以测量基准面至合闸状态下动触头之间的距离作为动触头实际最大位移值Amax，再通过测量获取动触头实际最大位移值Amax以及动触头实际最小位移值Amin, 步骤3对步骤I采集的动触头位移信号预处理采用小波消噪算法进行ー维降噪，消除噪声干扰，消噪后数据为disAl(i)，i = 1、2、3.......，利用限幅滤波手段去除毛刺，得到预处理后的离散位移数据为disA2(i), i = 1、2、3、......, 步骤4实际离散位移量disAs(i)、总行程strA、合闸起始时刻nhAl及离散合闸速度yA⑴的计算 步骤4. I实际离散位移量disAs(i)计算 首先计算总行程strA,总行程strA = Amax-Amin ； 其次计算线性比例系数KK，所述线性比例系数KK表示实际位移量与所采集的信号电压值之间的线性比例，计算公式为KK = strA/(av2-avl),其中av2表示合闸状态的位移传感器米样电压值，avl表不分闸状态的位移传感器米样电压值； 最后得到实际离散位移量disAs (i)，实际离散位移量为 disAs(i) = (disA2 (i)-avl) XKK 步骤4. 2捜索起始时刻nhAl 向后逐个搜索disAs (i)，并以第一个大于合闸过程总行程strA的10%所对应时刻的点为nhAl， 步骤4.3实际离散位移量也^8(1)所对应的离散合闸速度yA(i)通过数值微分三点公式得到，将disAs (I)、disAs (1+1)、disAs (1+2)作为ー组进行分段计算，I = 1、4、.7........3n+l，n为自然数，其算法如下I = 1、4、7........3n+l，n 为自然数， 得到合闸过程离散合闸速度yA(i)，i = 1、2、3........ 步骤5合闸过程刚合点判断，其具体分步骤如下 步骤5. I以nhAl为起始点，向后搜索速度零点nhA2，其判断依据为disAs (k+1)-disAs (k) < O 且 disAs (k)-disAs(k_l) > O 其中，k依次...
【专利技术属性】
技术研发人员：梅军，金炎，郑建勇，戴永正，梅飞，顾宇锋，杨赛男，钱雨，
申请(专利权)人：江苏泰事达电气有限公司，东南大学，
类型：发明
国别省市：
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