CN103542825A - 一种断路器行程测量方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种断路器行程测量方法及系统，属于电力系统一次设备智能化技术领域。本发明通过检测断路器动作前辅助触点的位置，根据检测结果判断断路器所处状态；利用增量型编码器测量断路器动触点的旋转角度，并根据两路正交编码输出趋势的变化，确定断路器分闸或合闸的动作方向；根据当前断路器初始位置及操作预期，将判定的方向与断路器分、合闸操作的动作过程相对应本发明不受安装方向的影响，完成断路器行程变化的测量，为断路器行程、速度和动作时间等参量计算提供数据支持。
Description
技术领域
本发明涉及一种断路器行程测量方法及系统，属于电力系统一次设备智能化技术领域。
背景技术
智能一次设备是智能电网的重要标志，提高一次设备智能化水平是智能电网发展的关键技术之一，对促进电网的安全、稳定、高效运行起着至关重要的作用。其中，断路器是电网一次设备的重要组成部分，必须大力提高其智能化水平，以满足智能电网发展的迫切需要。
目前相关标准定义的智能断路器实现方法为断路器本体配套相应的传感器以及智能组件组合而成，断路器关键部位采用传感器采集特征数据，由智能组件完成数据处理，实现断路器的信息数字传输、智能控制、状态监测等功能。
机构监测是断路器状态监测的重要组成部分，断路器在分合闸过程中，触头运动的行程、速度及动作时间等特征量是断路器操作过程的重要指标，其中触头运动行程的测量是计算这些特征量的前提基础。传统断路器在出厂试验时，通常采用离线测量方式，在断路器固定的位置，安装旋转或直线传感器，且需要固定好传感器初始位置和设置固定方向，经过数据采集装置处理后得到测量数据，以检验断路器的动作参数。在实际运行过程中，不同的断路器操作机构各异，安装传感器的位置也不同，造成传感的安装方式也不一样，主要的不同在于传感器安装时旋转方向与断路器分闸或合闸的运动方向并不是总是一致，即有的安装方式断路器分闸时传感器顺时针旋转，合闸时传感器逆时针旋转，有的安装方式正好相反，且安装时传感器的初始位置是随机的，正确测量断路器行程需要人为校正初始状态及按要求安装传感器的旋转方向，不方便在线运行时传感器的安装及调试。
发明内容
本发明的目的是提供一种断路器行程测量方法及系统，以解决目前断路器行程测试方法中需要人为校正初始状态及按要求安装传感器的旋转方向的问题。
本发明为解决上述技术问题而提供一种断路器行程测量方法，该测量方法的步骤如下：
1）检测断路器动作前辅助触点的位置，根据检测结果判断断路器所处状态；
2）确定断路器的操作预期，根据当前断路器状态及操作预期，判定断路器分、合闸操作的动作过程；
3）利用增量型编码器测量断路器动触点的旋转角度，根据两路正交编码输出趋势的变化和断路器分、合闸操作的动作过程确定计数方式，并根据确定的计数方式对断路器的行程进行测量。
所述的增量型编码器用于安装在断路器传动机构的旋转部位，用于测量与断路器动触头运动同步的旋转角度信号，并将测量的信号进行编码处理后输出两路正交的编码信号。
所述断路器测量时需进行初始化操作，当断路器在分闸位置时，初始化计数为0刻度值；当断路器位置在合闸位置时，初始化计数为行程满刻度值。
所述增量型编码器输出的编码计数增量与断路器动触头运动行程的变化存在线性或近似线性关系。
本发明为解决上述技术问题还提供了一种断路器行程测量系统，该测量系统包括增量型编码器、处理单元和监测单元，增量型编码器的输出端与处理单元的输入端相连，处理单元的输入端还用于与待测断路器的辅助触点相连，处理单元与监测单元通信连接，用于获取断路器的操作预期。
所述的增量型编码器用于安装在断路器传动机构的旋转部位，用于测量与断路器动触头运动同步的旋转角度信号，并将测量的信号进行编码处理后输出两路正交的编码信号。
所述的增量型编码器输出端通过快速隔离元件与处理单元的输入端相连，处理单元的另一输入端通过光耦器件与待测断路器的辅助触点连接。
所述的处理单元在断路器测量时需进行初始化操作，当断路器在分闸位置时，初始化计数为0刻度值；当断路器位置在合闸位置时，初始化计数为行程满刻度值。
所述增量型编码器输出的编码计数增量与断路器动触头运动行程的变化存在线性或近似线性关系。
本发明的有益效果是:本发明通过检测断路器动作前辅助触点的位置，根据检测结果判断断路器所处状态；利用增量型编码器测量断路器动触点的旋转角度，并根据两路正交编码输出趋势的变化，确定断路器分闸或合闸的动作方向；根据当前断路器初始位置及操作预期，将判定的方向与断路器分、合闸操作的动作过程相对应本发明不受安装方向的影响，完成断路器行程变化的测量，为断路器行程、速度和动作时间等参量计算提供数据支持。
附图说明
图1是本发明中涉及传感器输出正交编码信号示意图；
图2是本发明中涉及系统硬件结构示意图；
图3是本发明中涉及数据采集处理软件流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
本发明的一种断路器行程测量方法的实施例
本发明的断路器行程测量方法流程如图3所示，其具体的测量过程如下：
首先采集断路器动作前辅助触点的位置信息，判断断路器是处于分位位置还是处于合位位置，如果断路器处于分位位置，判断是否收到合闸命令，如果收到合闸命令，则初始化计数值为分位计数初值，否则重新采集断路器动作前辅助触点的位置信息，同理，如果断路器处于合位位置，判断其是否收到分闸命令，如果收到分闸命令，则初始化计数值为合位计数初值，否则重新采集断路器动作前辅助触点的位置信息，如果断路器既不处于分位位置也不处于合位位置时，则发出位置异常告警信息，并返回到断路器位置信号采集阶段。
然后利用增量型编码器测量断路器动触点的旋转角度，这里里的增量型编码器用于安装在断路器传动机构的旋转部位，用于测量与断路器动触头运动同步的旋转角度信号，并将测量的信号进行编码处理后输出两路正交的编码信号。根据增量型编码器输出的正交编码信号，通过通道A和通道B信号的变化趋势，确定方向的变化，结合当前断路器初始位置及操作预期，将判定的方向与断路器分、合闸操作的动作过程相对应，即当断路器初始位置在分位，处理器收到合闸命令后，假定收到行程传感器正交编码信号并判定为通道A超前通道B90度，设定方向为“1”，并将方向值保存在寄存器当中，在收到两路信号完成一个变化周期后，编码计数做累加处理，当收到通道A滞后通道B90度信号时，编码计数做累减处理。当上述操作与假定相反时，即合闸操作时，收到的正交编码信号中通道A滞后通道B90度时，设定方向为“0”，在收到两路信号完成一个变化周期后，编码计数做累加处理，当收到通道A超前通道B90度信号时，编码计数做累减处理，分闸操作过程方向设定与之一致。以上操作过程、通道A及通道B信号趋势、判断后方向设定及计数方式如下表所示：
| 操作过程 | 通道A/B趋势 | 判定方向 | 计数方式 |
| 由分到合 | 超前 | 1 | 累加 |
| 由合到分 | 滞后 | 1 | 累减 |
| 由分到合 | 滞后 | 0 | 累加 |
| 由合到分 | 超前 | 0 | 累减 |
本发明的一种断路器行程测量系统的实施例
本发明的断路器行程测量系统包括增量型编码器、处理单元和监测单元，增量型编码器的输出端与处理单元的输入端相连，处理单元的输入端还用于与待测断路器的辅助触点相连，处理单元与监测单元通信连接，用于获取断路器的操作预期。如图2所示，其中处理单元采用FPGA和CPU处理器实现，监测单元为监测主IED或监测后台，增量型编码器的输出端通过快速隔离元件与FPGA的输入端相连，FPGA输入端还通过光耦器件与待测断路器的辅助触点连接，用于检测辅助触点的信号状态，FPGA与CPU处理器连接，这里的增量型编码器，用于安装在与断路器动触头联动的旋转位置，该编码器用于根据断路器分闸或合闸的过程中，输出两路正交的编码信号，如图1所示，根据安装方式的不同，通道A信号相位超前后滞后通道B信号90度，两路信号经过快速光电隔离后，接入FPGA的输入管脚，实现信号采集，FPGA中定义有用于存放断路器分位初始值、合位初始值、判定方向以及结果等相关寄存器，为保证计数的准确性，在断路器辅助触点信号和正交编码信号采集处理时，均需要做消抖处理。
该测量系统工作过程如下：FPGA单元收到CPU处理器的分、合闸指令后，根据检测辅助触点的状态，判断断路器当前分、合闸位置，初始化行程计数的初始值，即当断路器在分闸位置时，初始化计数为0刻度值；当断路器位置在合闸位置时，初始化计数为行程满刻度值，然后根据增量型编码器输出的两路正交编码信号的变化趋势，确定方向的变化，结合当前断路器初始位置及处理器收到的分/合闸命令，将判定的方向与断路器分、合闸操作的动作过程相对应，即当断路器初始位置在分位，处理器收到合闸命令后，假定收到行程传感器正交编码信号并判定为通道A超前通道B90度，设定方向为“1”，并将方向值保存在寄存器当中，在收到两路信号完成一个变化周期后，编码计数做累加处理，当收到通道A滞后通道B90度信号时，编码计数做累减处理。当上诉操作与假定相反时，即合闸操作时，收到的正交编码信号并判断通道A滞后通道B90度时，设定方向为“0”，在收到两路信号完成一个变化周期后，编码计数做累加处理，当收到通道A超前通道B90度信号时，编码计数做累减处理，分闸操作过程方向设定与之一致。
Claims (9)
1.一种断路器行程测量方法，其特征在于，该测量方法的步骤如下：
1）检测断路器动作前辅助触点的位置，根据检测结果判断断路器所处状态；
2）确定断路器的操作预期，根据当前断路器状态及操作预期，判定断路器分、合闸操作的动作过程；
3）利用增量型编码器测量断路器动触点的旋转角度，根据两路正交编码输出趋势的变化和断路器分、合闸操作的动作过程确定计数方式，并根据确定的计数方式对断路器的行程进行测量。
2.根据权利要求1所述的断路器行程测量方法，其特征在于，所述的增量型编码器用于安装在断路器传动机构的旋转部位，用于测量与断路器动触头运动同步的旋转角度信号，并将测量的信号进行编码处理后输出两路正交的编码信号。
3.根据权利要求2所述的断路器行程测量方法，其特征在于，所述断路器测量时需进行初始化操作，当断路器在分闸位置时，初始化计数为0刻度值；当断路器位置在合闸位置时，初始化计数为行程满刻度值。
4.根据权利要求3所述的断路器行程测量方法，其特征在于，所述增量型编码器输出的编码计数增量与断路器动触头运动行程的变化存在线性或近似线性关系。
5.一种利用权利要求1所述测量方法的断路器行程测量系统，其特征在于，该测量系统包括增量型编码器、处理单元和监测单元，增量型编码器的输出端与处理单元的输入端相连，处理单元的输入端还用于与待测断路器的辅助触点相连，处理单元与监测单元通信连接，用于获取断路器的操作预期。
6.根据权利要求5所述的断路器行程测量系统，其特征在于，所述的增量型编码器用于安装在断路器传动机构的旋转部位，用于测量与断路器动触头运动同步的旋转角度信号，并将测量的信号进行编码处理后输出两路正交的编码信号。
7.根据权利要求6所述的断路器行程测量系统，其特征在于，所述的增量型编码器输出端通过快速隔离元件与处理单元的输入端相连，处理单元的另一输入端通过光耦器件与待测断路器的辅助触点连接。
8.根据权利要求6所述的断路器行程测量系统，其特征在于，所述的处理单元在断路器测量时需进行初始化操作，当断路器在分闸位置时，初始化计数为0刻度值；当断路器位置在合闸位置时，初始化计数为行程满刻度值。
9.根据权利要求6所述的断路器行程测量系统，其特征在于，所述增量型编码器输出的编码计数增量与断路器动触头运动行程的变化存在线性或近似线性关系。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106024485A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-10-12 | 国家电网公司 | 用于三工位隔离开关的减速传动机构及其控制方法 |
| CN106895809A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-06-27 | 厦门大学 | 一种中压开关柜触头行程测量方法 |
| CN108646174A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-10-12 | 中国西电电气股份有限公司 | 一种高电压大电流环境下的数字式行程特性曲线测量系统 |
| CN109115144A (zh) * | 2017-06-23 | 2019-01-01 | 河南平芝高压开关有限公司 | 一种断路器及其触头行程测量装置 |
| CN110082675A (zh) * | 2018-06-19 | 2019-08-02 | 常州美能特机电制造有限公司 | 电机行程测量方法 |
| CN110687443A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-01-14 | 许继集团有限公司 | 一次设备状态的判别方法及系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080116898A1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-22 | Washington Rodney B | DC motor phase detection method |
| CN202405192U (zh) * | 2011-12-27 | 2012-08-29 | 日新恒通电气有限公司 | 智能断路器 |
| CN102683098A (zh) * | 2012-05-17 | 2012-09-19 | 芜湖明远电力设备制造有限公司 | 一种智能化高压真空断路器 |
| CN202631701U (zh) * | 2012-06-25 | 2012-12-26 | 广西电网公司电力科学研究院 | 基于库伯乐旋转式测速原理的500kV断路器行程监测装置 |
| CN202837496U (zh) * | 2012-09-17 | 2013-03-27 | 北京慧智神光科技有限公司 | 高压断路器机械特性在线监测系统 |
-
2013
- 2013-09-24 CN CN201310438856.2A patent/CN103542825A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080116898A1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-22 | Washington Rodney B | DC motor phase detection method |
| CN202405192U (zh) * | 2011-12-27 | 2012-08-29 | 日新恒通电气有限公司 | 智能断路器 |
| CN102683098A (zh) * | 2012-05-17 | 2012-09-19 | 芜湖明远电力设备制造有限公司 | 一种智能化高压真空断路器 |
| CN202631701U (zh) * | 2012-06-25 | 2012-12-26 | 广西电网公司电力科学研究院 | 基于库伯乐旋转式测速原理的500kV断路器行程监测装置 |
| CN202837496U (zh) * | 2012-09-17 | 2013-03-27 | 北京慧智神光科技有限公司 | 高压断路器机械特性在线监测系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 徐建峰 等: "《高压断路器行程特性监测方法的研究》", 《高压电器》, vol. 37, no. 1, 28 February 2001 (2001-02-28), pages 10 - 13 * |
| 李大进: "高压断路器在线监测研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》, no. 04, 15 December 2004 (2004-12-15), pages 042 - 368 * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106024485A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-10-12 | 国家电网公司 | 用于三工位隔离开关的减速传动机构及其控制方法 |
| CN106024485B (zh) * | 2016-07-13 | 2018-04-24 | 国家电网公司 | 用于三工位隔离开关的减速传动机构及其控制方法 |
| CN106895809A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-06-27 | 厦门大学 | 一种中压开关柜触头行程测量方法 |
| CN106895809B (zh) * | 2017-04-28 | 2019-02-01 | 厦门大学 | 一种中压开关柜触头行程测量方法 |
| CN109115144A (zh) * | 2017-06-23 | 2019-01-01 | 河南平芝高压开关有限公司 | 一种断路器及其触头行程测量装置 |
| CN108646174A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-10-12 | 中国西电电气股份有限公司 | 一种高电压大电流环境下的数字式行程特性曲线测量系统 |
| CN108646174B (zh) * | 2018-03-30 | 2021-12-07 | 西安高压电器研究院有限责任公司 | 一种高电压大电流环境下的数字式行程特性曲线测量系统 |
| CN110082675A (zh) * | 2018-06-19 | 2019-08-02 | 常州美能特机电制造有限公司 | 电机行程测量方法 |
| CN110687443A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-01-14 | 许继集团有限公司 | 一次设备状态的判别方法及系统 |
| CN110687443B (zh) * | 2019-10-25 | 2021-08-03 | 许继集团有限公司 | 一次设备状态的判别方法及系统 |
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