CN105242199B - 一种高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断方法及装置，方法步骤包括：在高压断路器运行过程中，当高压断路器发生分合闸时采集高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流并生成分合闸线圈电流‑时间曲线，计算分合闸线圈电流‑时间曲线的包围面积作为实测特征量，根据实测特征量是否在预设的特征量正常范围之内来确定高压断路器的分合闸线圈状态；装置包括和前述方法步骤完全对应的分合闸检测模块、实测特征量检测模块和分合闸线圈状态分析模块。本发明可准确判断出断路器分合闸线圈状态，为评价断路器机构状态和制定检修决策提供依据、使用方便、可在不停电的情况下测试分合闸线圈电流、提高供电可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及高压断路器状态检测技术，具体涉及一种高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断方法及装置。
背景技术
高压断路器是电力系统中最重要的保护和控制设备，其性能的可靠性直接关系到电力系统的可靠性，高压断路器性能的可靠性与其机械传动系统的可靠性密切相关。高压断路器动作过程为：远程发出分合闸指令或就地进行分合闸操作时，高压断路器操动机构分合闸线圈中会流过电流，从而在电磁铁中产生磁通量，铁心受到电磁力的作用会运动碰撞脱扣杆，操动机构传动系统带动动触头进行分合闸操作。如果分合闸线圈状态不良，会直接影响线圈电流大小，从而影响断路器的机械特性，因此，分合闸线圈是高压断路器操动机构中一个重要组成部分，其性能的好坏直接关系到高压断路器性能。
目前国内对高压断路器分合闸线圈状态的检测方法通常是在停电例行试验中测量其直流电阻和绝缘电阻，通过分合闸线圈直流电阻和绝缘电阻的大小来判断其状态，该试验需要断路器停电后才能进行，影响了供电可靠性。目前国内尚未见到不停电情况下对断路器分合闸线圈的状态实时诊断方法，故研究断路器分合闸线圈状态实时诊断方法，对断路器分合闸线圈状态分析、推进断路器状态检修、减少停电时间和提高供电可靠性都有着重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种可准确判断出断路器分合闸线圈状态，为评价断路器机构状态和制定检修决策提供依据、使用方便、可在不停电的情况下测试分合闸线圈电流、提高供电可靠性的高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断方法及装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
本发明提供一种高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断方法，步骤包括：
1）在待诊断的高压断路器运行过程中，当发生分合闸时跳转执行步骤2）；
2）采集所述高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流，生成分合闸线圈电流-时间曲线，并计算所述分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积作为实测特征量；
3）判断所述实测特征量是否在预设的特征量正常范围之内，如果实测特征量在特征量正常范围之内，则判定所述高压断路器的分合闸线圈状态正常，否则如果实测特征量超出特征量正常范围，则判定所述高压断路器的分合闸线圈状态异常。
优选地，所述步骤2）的详细步骤包括：采集所述高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流并记录时间戳，将分合闸线圈电流及时间戳输入函数图形分析软件生成分合闸线圈电流-时间曲线，并利用函数图形分析软件计算分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积得到实测特征量。
优选地，所述步骤3）判定所述高压断路器的分合闸线圈状态异常后，还包括针对分合闸线圈状态进行诊断的步骤，所述进行诊断的详细步骤包括：
3.1）判断所述实测特征量是否比预设的特征量正常范围小，如果比预设的特征量正常范围小，则跳转执行步骤3.2）；否则跳转执行步骤3.4）；
3.2）计算所述实测特征量、特征量正常范围的下边界值之间的第一差值；
3.3）判断所述第一差值的绝对值、特征量正常范围的下边界值的比值是否超过预设的第一阈值，如果未超过预设的第一阈值，则判定高压断路器的分合闸线圈处于需要加强监视的注意状态；否则判定高压断路器的分合闸线圈处于需要更换的严重状态，退出；
3.4）计算所述实测特征量、特征量正常范围的上边界值之间的第二差值；
3.5）判断所述第二差值的绝对值、特征量正常范围的上边界值的比值是否超过预设的第二阈值，如果未超过预设的第二阈值，则判定所述高压断路器的分合闸线圈处于需要加强监视的注意状态；否则判定所述高压断路器的分合闸线圈处于需要更换的严重状态，退出。
优选地，所述第一阈值和第二阈值的取值相同。
优选地，所述第一阈值、第二阈值的取值均为10%。
优选地，所述预设的特征量正常范围的获取步骤包括：选择多个与待诊断的高压断路器同型号且处于正常状态的测试高压断路器，分别获取各个测试高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流-时间曲线，计算所述分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积，根据所有测试高压断路器的分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积的最大值和最小值之间的区域作为预设的特征量正常范围。
本发明还提供一种高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断装置，其特征在于，包括：
分合闸检测模块，用于在待诊断的高压断路器运行过程中，当发生分合闸时调用实测特征量检测模块；
实测特征量检测模块，用于采集所述高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流，生成分合闸线圈电流-时间曲线，并计算所述分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积作为实测特征量；
分合闸线圈状态分析模块，用于判断所述实测特征量是否在预设的特征量正常范围之内，如果实测特征量在特征量正常范围之内，则判定所述高压断路器的分合闸线圈状态正常，否则如果实测特征量超出特征量正常范围，则判定所述高压断路器的分合闸线圈状态异常。
优选地，所述实测特征量检测模块包括：
分合闸线圈电流采集子模块，用于采集所述高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流并记录时间戳，
曲线生成子模块，用于将分合闸线圈电流及时间戳输入函数图形分析软件生成分合闸线圈电流-时间曲线，
实测特征量生成子模块，用于并利用函数图形分析软件计算分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积得到实测特征量。
优选地，本发明还包括分合闸线圈状态诊断模块，所述分合闸线圈状态诊断模块包括：
实测特征量偏差检测子模块，用于判断所述实测特征量是否比预设的特征量正常范围小，如果比预设的特征量正常范围小，则调用第一差值计算子模块；否则调用第二差值计算子模块；
第一差值计算子模块，用于计算所述实测特征量、特征量正常范围的下边界值之间的第一差值；
第一诊断子模块，用于判断所述第一差值的绝对值、特征量正常范围的下边界值的比值是否超过预设的第一阈值，如果未超过预设的第一阈值，则判定高压断路器的分合闸线圈处于需要加强监视的注意状态；否则判定高压断路器的分合闸线圈处于需要更换的严重状态，退出；
第二差值计算子模块，用于计算所述实测特征量、特征量正常范围的上边界值之间的第二差值；
第二诊断子模块，用于判断所述第二差值的绝对值、特征量正常范围的上边界值的比值是否超过预设的第二阈值，如果未超过预设的第二阈值，则判定所述高压断路器的分合闸线圈处于需要加强监视的注意状态；否则判定所述高压断路器的分合闸线圈处于需要更换的严重状态，退出。
优选地，所述第一诊断子模块预设的第一阈值和第二诊断子模块预设的第二阈值的取值相同。
本发明高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断方法具有下述优点：
1、本发明在高压断路器运行过程中当高压断路器发生分合闸时采集高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流并生成分合闸线圈电流-时间曲线，计算分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积作为实测特征量，判断所述实测特征量是否在预设的特征量正常范围之内，如果实测特征量在特征量正常范围之内，则判定所述高压断路器的分合闸线圈状态正常，否则如果实测特征量超出特征量正常范围，则判定所述高压断路器的分合闸线圈状态异常，可准确判断出断路器分合闸线圈状态，为评价断路器机构状态和制定检修决策提供依据，具有状态检测结果准确的优点。
2、本发明只需要采集分合闸线圈电流并生成分合闸线圈电流即可完成高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断，在测试断路器分合闸线圈电流时可以将高精度直流电流互感器直接夹在分合闸线圈上，使用方便，可在不停电的情况下测试分合闸线圈电流，能够提高供电可靠性。
本发明高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断装置为本发明高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断方法完全对应的装置，因此具有本发明高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断方法的相同优点，故在此不再赘述。
附图说明
图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。
图2为本发明实施例方法生成的分合闸线圈电流-时间曲线。
具体实施方式
如图1所示，本实施例高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断方法的步骤包括：
1）在待诊断的高压断路器运行过程中，当发生分合闸时跳转执行步骤2）；
2）采集所述高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流，生成分合闸线圈电流-时间曲线，并计算所述分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积作为实测特征量，如图2所示；
3）判断所述实测特征量是否在预设的特征量正常范围之内，如果实测特征量在特征量正常范围之内，则判定所述高压断路器的分合闸线圈状态正常，否则如果实测特征量超出特征量正常范围，则判定所述高压断路器的分合闸线圈状态异常。
本实施例中，步骤2）的详细步骤包括：采集所述高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流并记录时间戳，将分合闸线圈电流及时间戳输入函数图形分析软件生成分合闸线圈电流-时间曲线，并利用函数图形分析软件计算分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积得到实测特征量。本实施例中，函数图形分析软件为Origin软件。
如图1所示，本实施例步骤3）判定所述高压断路器的分合闸线圈状态异常后，还包括针对分合闸线圈状态进行诊断的步骤，所述进行诊断的详细步骤包括：
3.1）判断所述实测特征量是否比预设的特征量正常范围小，如果比预设的特征量正常范围小，则跳转执行步骤3.2）；否则跳转执行步骤3.4）；
3.2）计算所述实测特征量、特征量正常范围的下边界值之间的第一差值；
3.3）判断所述第一差值的绝对值、特征量正常范围的下边界值的比值是否超过预设的第一阈值，如果未超过预设的第一阈值，则判定高压断路器的分合闸线圈处于需要加强监视的注意状态；否则判定高压断路器的分合闸线圈处于需要更换的严重状态，退出；
3.4）计算所述实测特征量、特征量正常范围的上边界值之间的第二差值；
3.5）判断所述第二差值的绝对值、特征量正常范围的上边界值的比值是否超过预设的第二阈值，如果未超过预设的第二阈值，则判定所述高压断路器的分合闸线圈处于需要加强监视的注意状态；否则判定所述高压断路器的分合闸线圈处于需要更换的严重状态，退出。
本实施例中，第一阈值和第二阈值的取值相同。且作为优选，所述第一阈值、第二阈值的取值均为10%，毫无疑问，此处的10%仅仅为以最优值进行的示例性说明，本领域技术人员完全也可以根据需要采用其他大小的第一阈值和第二阈值。
本实施例中，预设的特征量正常范围的获取步骤包括：选择多个与待诊断的高压断路器同型号且处于正常状态的测试高压断路器，分别获取各个测试高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流-时间曲线，计算所述分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积，根据所有测试高压断路器的分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积的最大值和最小值之间的区域作为预设的特征量正常范围。获取各个测试高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流-时间曲线及计算其包围面积与前述获取待诊断高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流-时间曲线及计算其包围面积的方法完全相同，故在此不再赘述。
与本发明本实施例高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断方法完全对应的高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断装置包括：
分合闸检测模块，用于在待诊断的高压断路器运行过程中，当发生分合闸时调用实测特征量检测模块；
实测特征量检测模块，用于采集所述高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流，生成分合闸线圈电流-时间曲线，并计算所述分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积作为实测特征量；
分合闸线圈状态分析模块，用于判断所述实测特征量是否在预设的特征量正常范围之内，如果实测特征量在特征量正常范围之内，则判定所述高压断路器的分合闸线圈状态正常，否则如果实测特征量超出特征量正常范围，则判定所述高压断路器的分合闸线圈状态异常。
本实施例中，实测特征量检测模块包括：
分合闸线圈电流采集子模块，用于采集所述高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流并记录时间戳，
曲线生成子模块，用于将分合闸线圈电流及时间戳输入函数图形分析软件生成分合闸线圈电流-时间曲线，
实测特征量生成子模块，用于并利用函数图形分析软件计算分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积得到实测特征量。
本实施例还包括分合闸线圈状态诊断模块，所述分合闸线圈状态诊断模块包括：
实测特征量偏差检测子模块，用于判断所述实测特征量是否比预设的特征量正常范围小，如果比预设的特征量正常范围小，则调用第一差值计算子模块；否则调用第二差值计算子模块；
第一差值计算子模块，用于计算所述实测特征量、特征量正常范围的下边界值之间的第一差值；
第一诊断子模块，用于判断所述第一差值的绝对值、特征量正常范围的下边界值的比值是否超过预设的第一阈值，如果未超过预设的第一阈值，则判定高压断路器的分合闸线圈处于需要加强监视的注意状态；否则判定高压断路器的分合闸线圈处于需要更换的严重状态，退出；
第二差值计算子模块，用于计算所述实测特征量、特征量正常范围的上边界值之间的第二差值；
第二诊断子模块，用于判断所述第二差值的绝对值、特征量正常范围的上边界值的比值是否超过预设的第二阈值，如果未超过预设的第二阈值，则判定所述高压断路器的分合闸线圈处于需要加强监视的注意状态；否则判定所述高压断路器的分合闸线圈处于需要更换的严重状态，退出。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断方法，其特征在于步骤包括：
1）在待诊断的高压断路器运行过程中，当发生分合闸时跳转执行步骤2）；
2）采集所述高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流，生成分合闸线圈电流-时间曲线，并计算所述分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积作为实测特征量；
3）判断所述实测特征量是否在预设的特征量正常范围之内，如果实测特征量在特征量正常范围之内，则判定所述高压断路器的分合闸线圈状态正常，否则如果实测特征量超出特征量正常范围，则判定所述高压断路器的分合闸线圈状态异常；
所述步骤3）判定所述高压断路器的分合闸线圈状态异常后，还包括针对分合闸线圈状态进行诊断的步骤，所述进行诊断的详细步骤包括：
3.1）判断所述实测特征量是否比预设的特征量正常范围小，如果比预设的特征量正常范围小，则跳转执行步骤3.2）；否则跳转执行步骤3.4）；
3.2）计算所述实测特征量、特征量正常范围的下边界值之间的第一差值；
3.3）判断所述第一差值的绝对值、特征量正常范围的下边界值的比值是否超过预设的第一阈值，如果未超过预设的第一阈值，则判定高压断路器的分合闸线圈处于需要加强监视的注意状态；否则判定高压断路器的分合闸线圈处于需要更换的严重状态，退出；
3.4）计算所述实测特征量、特征量正常范围的上边界值之间的第二差值；
3.5）判断所述第二差值的绝对值、特征量正常范围的上边界值的比值是否超过预设的第二阈值，如果未超过预设的第二阈值，则判定所述高压断路器的分合闸线圈处于需要加强监视的注意状态；否则判定所述高压断路器的分合闸线圈处于需要更换的严重状态，退出。
2.根据权利要求1所述的高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断方法，其特征在于，所述步骤2）的详细步骤包括：采集所述高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流并记录时间戳，将分合闸线圈电流及时间戳输入函数图形分析软件生成分合闸线圈电流-时间曲线，并利用函数图形分析软件计算分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积得到实测特征量。
3.根据权利要求1所述的高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断方法，其特征在于，所述第一阈值和第二阈值的取值相同。
4.根据权利要求3所述的高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断方法，其特征在于，所述第一阈值、第二阈值的取值均为10%。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断方法，其特征在于，所述预设的特征量正常范围的获取步骤包括：选择多个与待诊断的高压断路器同型号且处于正常状态的测试高压断路器，分别获取各个测试高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流-时间曲线，计算所述分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积，根据所有测试高压断路器的分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积的最大值和最小值之间的区域作为预设的特征量正常范围。
6.一种高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断装置，其特征在于，包括：
分合闸检测模块，用于在待诊断的高压断路器运行过程中，当发生分合闸时调用实测特征量检测模块；
实测特征量检测模块，用于采集所述高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流，生成分合闸线圈电流-时间曲线，并计算所述分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积作为实测特征量；
分合闸线圈状态分析模块，用于判断所述实测特征量是否在预设的特征量正常范围之内，如果实测特征量在特征量正常范围之内，则判定所述高压断路器的分合闸线圈状态正常，否则如果实测特征量超出特征量正常范围，则判定所述高压断路器的分合闸线圈状态异常；
所述高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断装置还包括分合闸线圈状态诊断模块，所述分合闸线圈状态诊断模块包括：
实测特征量偏差检测子模块，用于判断所述实测特征量是否比预设的特征量正常范围小，如果比预设的特征量正常范围小，则调用第一差值计算子模块；否则调用第二差值计算子模块；
第一差值计算子模块，用于计算所述实测特征量、特征量正常范围的下边界值之间的第一差值；
第一诊断子模块，用于判断所述第一差值的绝对值、特征量正常范围的下边界值的比值是否超过预设的第一阈值，如果未超过预设的第一阈值，则判定高压断路器的分合闸线圈处于需要加强监视的注意状态；否则判定高压断路器的分合闸线圈处于需要更换的严重状态，退出；
第二差值计算子模块，用于计算所述实测特征量、特征量正常范围的上边界值之间的第二差值；
第二诊断子模块，用于判断所述第二差值的绝对值、特征量正常范围的上边界值的比值是否超过预设的第二阈值，如果未超过预设的第二阈值，则判定所述高压断路器的分合闸线圈处于需要加强监视的注意状态；否则判定所述高压断路器的分合闸线圈处于需要更换的严重状态，退出。
7.根据权利要求6所述的高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断装置，其特征在于，所述实测特征量检测模块包括：
分合闸线圈电流采集子模块，用于采集所述高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流并记录时间戳，
曲线生成子模块，用于将分合闸线圈电流及时间戳输入函数图形分析软件生成分合闸线圈电流-时间曲线，
实测特征量生成子模块，用于并利用函数图形分析软件计算分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积得到实测特征量。
8.根据权利要求7所述的高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断装置，其特征在于，所述第一诊断子模块预设的第一阈值和第二诊断子模块预设的第二阈值的取值相同。
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