基于分合閘線圈電流的斷路器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于分合閘線圈電流的斷路器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法，其特征是：系統(tǒng)組成包括：電流傳感器、信號調(diào)理模塊、信號提取模塊和信號分析顯示終端；利用電流傳感器檢測斷路器分合閘線圈的電流信號，針對檢測獲得的正常工況斷路器和被監(jiān)測斷路器的電流信號，計算出電流向量集合相似度，以此判斷監(jiān)測結(jié)果。本發(fā)明專利技術(shù)通過對斷路器的機械狀態(tài)進行識別，能及時發(fā)現(xiàn)斷路器分合閘時的故障隱患、提高斷路器及電力系統(tǒng)運行的可靠性和安全性。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及斷路器監(jiān)測
，尤其涉及一種基于分合閘線圈電流的斷路器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
斷路器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，其可靠性關(guān)系到整個電網(wǎng)的運行穩(wěn)定性，配網(wǎng)自動化程度的提高對斷路器自身的可靠性提出了越來越高的要求。目前變電站設(shè)備的運行環(huán)境不容樂觀，斷路器分合閘故障時有發(fā)生，包括運行中的斷路器在合閘狀態(tài)時，合閘回路發(fā)生故障時不能及時預(yù)警、導(dǎo)致瞬時性故障發(fā)生時重合閘動作斷路器合閘失敗的情形；也有備用斷路器在分閘狀態(tài)時，分閘回路發(fā)生故障時不能及時預(yù)警、導(dǎo)致其投入系統(tǒng)運行時發(fā)出告警信號迫使運行中的斷路器停電處理。對斷路器綜合監(jiān)測和實時評估，是為確保斷路器的正確動作，節(jié)約檢修工具投資，提高現(xiàn)場檢測效率，優(yōu)化配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)管理模式和狀態(tài)檢修策略，符合智能電網(wǎng)關(guān)于對電氣設(shè)備實施狀態(tài)維修和狀態(tài)評估的要求，具有較大的研究意義和應(yīng)用前景。傳統(tǒng)方法中對于斷路器的維護大都是采用預(yù)定規(guī)程進行定期檢修，但定期檢修的形式費時費力、帶來不必要的停工等缺陷，危害斷路器的工作可靠性，甚至在檢修時引入新的故障。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一種基于分合閘線圈電流的斷路器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法，實現(xiàn)對斷路器工作狀態(tài)的高效、準確的判斷。本專利技術(shù)為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：本專利技術(shù)基于分合閘線圈電流的斷路器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的特點是所述系統(tǒng)包括：一電流傳感器，其用于檢測斷路器分合閘線圈的電流信號；一信號調(diào)理模塊，其與所述電流傳感器連接，用于接收所述電流傳感器輸出的電流信號，并對所述電流信號進行濾波和放大，并輸出經(jīng)調(diào)理的電流信號；一信號提取模塊，其與所述信號調(diào)理模塊連接，用于接收所述信號調(diào)理模塊傳輸?shù)慕?jīng)調(diào)理的電流信號，并提取獲得電流波形信號；一信號分析顯示終端，其與所述信號提取模塊連接，用于接收所述信號提取模塊傳輸?shù)碾娏鞑ㄐ涡盘枺治霾@示監(jiān)測結(jié)果；本專利技術(shù)基于分合閘線圈電流的斷路器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的特點也在于：所述信號調(diào)理模塊包括一電流信號調(diào)理芯片，其與所述電流傳感器連接，用于接收電流傳感器輸出的電流信號，并對所述電流信號進行濾波和放大。本專利技術(shù)基于分合閘線圈電流的斷路器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的特點也在于：設(shè)置通信芯片，用于在所述信號提取模塊和信號分析顯示終端之間利用以太網(wǎng)進行通信。本專利技術(shù)基于分合閘線圈電流的斷路器狀態(tài)監(jiān)測方法的特點是按如下步驟進行：步驟a：針對正常工況斷路器和被監(jiān)測斷路器，分別利用電流傳感器采集斷路器分合閘控制回路的電流信號，對于所述電流信號經(jīng)濾波和放大后提取獲得電流波形信號；步驟b：對于所述電流波形信號，以采樣頻率f進行采樣，獲得n個采樣點；令所述電流波形信號的起始點O為坐標原點O(0,0)，自起始點O開始，對于n個采樣點每間隔n0個點選取一個特征點Tj；特征點Tj的個數(shù)k為：k＝round(n/n0)；j＝1,2,...,k；n0＝round(f/1000)，round表示取整數(shù)運算；步驟c：分別連接坐標原點O(0,0)與各特征點Tj，得到各特征向量，以所述各特征向量構(gòu)成特征向量集，分別獲得正常工況斷路器的電流波形信號特征向量集X，以及被監(jiān)測斷路器的電流波形信號特征向量集Y；其中，和為特征向量坐標；定義電流向量集合相似度d為：若電流向量集合相似度d大于或等于0.9，判斷為被監(jiān)測斷路器處于正常工況；若電流向量集合相似度小于0.9，判斷為被監(jiān)測斷路器可能發(fā)生故障。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下有益效果：1、斷路器在動作過程中蘊含著重要的狀態(tài)信息，比如：斷路器分合閘控制回路的電流信號包含了各種時間參量、機構(gòu)動作參量、以及線圈電氣參量等信息，本專利技術(shù)系統(tǒng)通過實時采集、分析和處理斷路器分合閘控制回路的電流信號，對斷路器的機械狀態(tài)進行識別，能及時發(fā)現(xiàn)斷路器分合閘時的故障隱患、提高斷路器及電力系統(tǒng)運行的可靠性和安全性。2、本專利技術(shù)監(jiān)測方法中電流信號由斷路器分合閘控制回路獲取，對于斷路器分合閘過程沒有任何影響，可發(fā)展成為一種較準確、便捷、安全的斷路器狀態(tài)監(jiān)測方法。3、本專利技術(shù)監(jiān)測方法中對于電流波形信號的全波形進行較為密集的特征點提取，從而使得特征向量集合能夠更好地描述電流波形的變化情況。4、本專利技術(shù)監(jiān)測方法中定義電流向量集合相似度，能夠充分考慮各個特征向量的差異情況，從而得到更為準確的對比結(jié)果。5、本專利技術(shù)監(jiān)測方法中計算獲得的電流向量集合相似度為斷路器狀態(tài)檢測提供了定量的判斷依據(jù)，從而得到更為準確的得到斷路器運行狀態(tài)。6、本專利技術(shù)監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于實施，并且便于操作人員及時發(fā)現(xiàn)斷路器開斷狀態(tài)的異常，極大提高了斷路器的運行可靠性和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。附圖說明圖1為本專利技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖。具體實施方式參見圖1，本實施例中基于分合閘線圈電流的斷路器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)包括：一電流傳感器，是采用電流互感器，用于檢測斷路器分合閘線圈的電流信號。一信號調(diào)理模塊，其與電流傳感器連接，包括一電流信號調(diào)理芯片，用于接收電流傳感器輸出的電流信號，并對電流信號進行濾波和放大，輸出經(jīng)調(diào)理的電流信號。一信號提取模塊，其與信號調(diào)理模塊連接，用于接收信號調(diào)理模塊傳輸?shù)慕?jīng)調(diào)理的電流信號，并提取獲得電流波形信號。一信號分析顯示終端，其與信號提取模塊連接，用于接收信號提取模塊傳輸?shù)碾娏鞑ㄐ涡盘枺治霾@示監(jiān)測結(jié)果。本實施例中設(shè)置通信芯片，用于在信號提取模塊和信號分析顯示終端之間利用以太網(wǎng)進行通信。本實施例中基于分合閘線圈電流的斷路器狀態(tài)監(jiān)測方法是按如下步驟進行：步驟a：針對正常工況斷路器和被監(jiān)測斷路器，分別利用電流傳感器采集斷路器分合閘控制回路的電流信號，對于所述電流信號經(jīng)濾波和放大后提取獲得電流波形信號。步驟b：對于所述電流波形信號，以采樣頻率f進行采樣，獲得n個采樣點；令所述電流波形信號的起始點O為坐標原點O(0,0)，自起始點O開始，對于n個采樣點每間隔n0個點選取一個特征點Tj。特征點Tj的個數(shù)k為：k＝round(n/n0)；j＝1,2,...,k；n0＝round(f/1000)，round表示取整數(shù)運算；步驟c：分別連接坐標原點O(0,0)與各特征點Tj，得到各特征向量，以所述各特征向量構(gòu)成特征向量集，分別獲得正常工況斷路器的電流波形信號特征向量集X，以及被監(jiān)測斷路器的電流波形信號特征向量集Y；其中，和為特征向量坐標；定義電流向量集合相似度d為：若電流向量集合相似度d大于或等于0.9，判斷為被監(jiān)測斷路器處于正常工況；若電流向量集合相似度小于0.9，判斷為被監(jiān)測斷路器可能發(fā)生故障。設(shè)定n個不小于1000，n0不小于10。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種基于分合閘線圈電流的斷路器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：一電流傳感器，其用于檢測斷路器分合閘線圈的電流信號；一信號調(diào)理模塊，其與所述電流傳感器連接，用于接收所述電流傳感器輸出的電流信號，并對所述電流信號進行濾波和放大，并輸出經(jīng)調(diào)理的電流信號；一信號提取模塊，其與所述信號調(diào)理模塊連接，用于接收所述信號調(diào)理模塊傳輸?shù)慕?jīng)調(diào)理的電流信號，并提取獲得電流波形信號；一信號分析顯示終端，其與所述信號提取模塊連接，用于接收所述信號提取模塊傳輸?shù)碾娏鞑ㄐ涡盘枺治霾@示監(jiān)測結(jié)果。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于分合閘線圈電流的斷路器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：一電流傳感器，其用于檢測斷路器分合閘線圈的電流信號；一信號調(diào)理模塊，其與所述電流傳感器連接，用于接收所述電流傳感器輸出的電流信號，并對所述電流信號進行濾波和放大，并輸出經(jīng)調(diào)理的電流信號；一信號提取模塊，其與所述信號調(diào)理模塊連接，用于接收所述信號調(diào)理模塊傳輸?shù)慕?jīng)調(diào)理的電流信號，并提取獲得電流波形信號；一信號分析顯示終端，其與所述信號提取模塊連接，用于接收所述信號提取模塊傳輸?shù)碾娏鞑ㄐ涡盘枺治霾@示監(jiān)測結(jié)果。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分合閘線圈電流的斷路器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號調(diào)理模塊包括一電流信號調(diào)理芯片，其與所述電流傳感器連接，用于接收電流傳感器輸出的電流信號，并對所述電流信號進行濾波和放大。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分合閘線圈電流的斷路器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置通信芯片，用于在所述信號提取模塊和信號分析顯示終端之間利用以太網(wǎng)進行通信。4.一種基于分合閘線圈電流的斷路器狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征是按如下步驟進行：步驟a：針對正常工況斷路器和...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李賓賓，柯艷國，田宇，程登峰，朱太云，楊為，朱勝龍，羅沙，葉劍濤，
申請(專利權(quán))人：國家電網(wǎng)公司，國網(wǎng)安徽省電力公司電力科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11