CN111562493A - 确定断路器熄弧时刻的方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及确定断路器熄弧时刻的方法与装置，包括：获取一个断路器的一个目标相的电流的当前采样点和上一个采样点，并获取所述当前采样点和上一个采样点之间的差值的绝对值作为所述当前采样点对应的电流变化量；获取所述目标相在所述当前采样点之前的一个预设时间段内的电流的最大值，并根据所述最大值确定当前采样点对应的一个门槛值；根据所述差值的绝对值电流变化量和所述门槛值确定所述断路器的熄弧时刻。

Description

确定断路器熄弧时刻的方法与装置

技术领域

本发明涉及电力系统领域，特别是一种确定断路器熄弧时刻的方法与装置。

背景技术

电力线对电力系统来说极为重要，其起着输送电能的作用。但是由于电力线大多架设在户外，受周围环境的影响，故障率较高。在电力线出现故障时，需要断路器及时跳闸以将线路断开。当电力线出现故障后，断路器会切断故障电流，即跳闸。一般情况下，在电力线出现故障后，电力系统中的继电保护装置会发送跳闸指示给断路器，断路器接收到该跳闸之后执行跳闸操作。当断路器触头完全分离且断路器的触头间的电弧完全消失时，断路器的跳闸操作完成。断路器的触头间的电弧完全消失的时刻又称为熄弧时刻，这个时刻的获取对于断路器的性能、寿命分析很重要，也可以帮助继电保护装置准确快速获取断路器电流切除状态，有利于提高继电保护装置跳闸、重合闸和断路器失灵保护的综合性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种确定断路器熄弧时刻的方法，包括：

获取一个断路器的一个目标相的电流的当前采样点和上一个采样点，并获取所述当前采样点和上一个采样点之间的差值的绝对值作为所述当前采样点对应的电流变化量；

获取所述目标相在所述当前采样点之前的一个预设时间段内的电流的最大值，并根据所述最大值确定当前采样点对应的一个门槛值；

根据所述电流变化量和所述门槛值确定所述断路器的熄弧时刻。

根据如上所述的方法，可选地，根据所述电流变化量和所述门槛值确定所述断路器的熄弧时刻包括：

判断当前采样点所对应的电流变化量d_n是否小于或等于所述当前采样点对应的所述门槛值，其中d_n＝|I_n-I_n-1|，I_n为当前采样点的值，I_n-1为上一个采样点的值；

若判断结果为是，则识别所述当前采样点之前的连续的N个采样点所对应的电流变化量d_n-i是否均小于或等于所述门槛值，其中d_n-i＝|I_n-i-I_n-(i+1)|，I_n-i为当前采样点之前的第i个采样点的值，I_n-(i+1)为所述当前采样点之前的第i+1个采样点的值，1≤i≤N；

若识别结果为是，则确定所述当前采样点之前的第N+1个采样点所对应的电流变化量d_n-(N+1)是否大于所述门槛值，其中d_n-(N+1)＝|I_n-(N+1)-I_n-(N+2)|，I_n-(N+1)为所述当前采样点之前的第N+1个采样点的值，I_n-(N+2)为所述当前采样点之前的第N+2个采样点的值；

若确定结果为是，则确定出所述第N+1个采样点对应的时刻为所述断路器的熄弧时刻。

根据如上所述的方法，可选地，若判断出当前采样点所对应的电流变化量d_n大于所述当前采样点对应的所述门槛值，或者若识别出所述当前采样点之前的连续的N个采样点所对应的电流变化量d_n-i中至少有一个大于所述门槛值，或者若确定出当前采样点之前的第N+1个采样点所对应的电流变化量d_n-(N+1)小于或等于所述门槛值，则将当前采样点的下一个采样点更新为当前采样点，并返回执行获取一个断路器的一个目标相的电流的当前采样点和上一个采样点的操作。

根据如上所述的方法，可选地，在确定出当前采样点之前的第N+1个采样点所对应的d_n-(N+1)大于所述门槛值之后，且在确定出所述第N+1个采样点对应的时刻为所述断路器的熄弧时刻之前，还包括：

若所述当前采样点的绝对值小于或等于一个无流门槛值，则执行确定出所述第N+1个采样点对应的时刻为所述断路器的熄弧时刻的操作。

根据如上所述的方法，可选地，若所述当前采样点的绝对值大于所述无流门槛值，则判断所述当前采样点之后的M个采样点中，是否有连续2个采样点对应的电流变化量d_n+j大于所述门槛值，其中d_n+j＝|I_n+j-I_n+(j+1)|，I_n+j为当前采样点之后的第j个采样点的值，I_n+(j+1)为当前采样点之后的第j+1个采样点的值，1≤j≤M；

若判断结果为否，则执行确定出所述第N+1个采样点对应的时刻为所述断路器的熄弧时刻的操作。

根据如上所述的方法，可选地，若判断出所述当前采样点之后的M个采样点中有连续2个采样点对应的电流变化量d_n+j大于所述门槛值，则将当前采样点的下一个采样点更新为当前采样点，并返回执行获取一个断路器的一个目标相的电流的当前采样点和上一个采样点的操作。

根据如上所述的方法，可选地，所述断路器所在的电力系统具有一个继电保护装置，获取所述目标相在所述当前采样点之前的一个预设时间段内的电流的最大值包括：

判断所述继电保护装置在所述当前采样点对应的时刻是否位于保护启动状态；

若判断结果为是，则获取所述继电保护装置保护启动至所述当前采样点的时间段内的电流瞬时值的最大值；

若判断结果为否，则获取所述目标相在所述当前采样点之前的半个电流的周波或者一个电流的周波内的电流瞬时值的最大值。

根据如上所述的方法，可选地，根据所述最大值确定当前采样点对应的一个门槛值包括：

采用如下公式确定Threshold：Threshold＝IMAX*K，其中IMAX为所述目标相在一个预设时间段内的电流的最大值，K＝0.5*一个电流互感器的二次额定电流/每个电流的周波的采样点数，其中所述电流互感器是用于对所述目标相的电流进行采样的互感器；

判断Threshold是否大于或等于一个第一预设阈值或者是否小于或等于一个第二预设阈值，若判断结果为否，则将Threshold作为所述当前采样点对应的门槛值，所述第一预设阈值大于所述第二预设阈值。

根据如上所述的方法，可选地，若判断出Threshold大于所述第一预设阈值，则将所述第一预设阈值作为所述当前采样点对应的门槛值；

若判断出Threshold小于所述第二预设阈值，则将所述第二预设阈值作为所述当前采样点对应的门槛值。

本发明还提供一种确定断路器熄弧时刻的装置，包括：

一个第一获取单元，用于获取一个断路器的一个目标相的电流的当前采样点和上一个采样点；

一个第二获取单元，用于获取所述当前采样点和上一个采样点之间的差值的绝对值作为所述当前采样点对应的电流变化量；

一个第三获取单元，用于获取所述目标相在所述当前采样点之前的一个预设时间段内的电流的最大值；

一个第一确定单元，用于根据所述最大值确定当前采样点对应的一个门槛值；

一个第二确定单元，用于根据所述电流变化量和所述门槛值确定所述断路器的熄弧时刻。

根据如上所述的装置，可选地，所述第二确定单元具体包括：

一个第一判断子单元，用于判断当前采样点所对应的电流变化量d_n是否小于或等于所述当前采样点对应的所述门槛值，其中d_n＝|I_n-I_n-1|，I_n为当前采样点的值，I_n-1为上一个采样点的值，若判断结果为是，则触发一个第二判断子单元；

所述第二判断子单元，用于识别所述当前采样点之前的连续的N个采样点所对应的电流变化量d_n-i是否均小于或等于所述门槛值，其中d_n-i＝|I_n-i-I_n-(i+1)|，I_n-i为当前采样点之前的第i个采样点的值，I_n-(i+1)为所述当前采样点之前的第i+1个采样点的值，1≤i≤N，若识别结果为是，则触发一个第一确定子单元；

所述第一确定子单元，用于确定所述当前采样点之前的第N+1个采样点所对应的电流变化量d_n-(N+1)是否大于所述门槛值，其中d_n-(N+1)＝|I_n-(N+1)-I_n-(N+2)|，I_n-(N+1)为所述当前采样点之前的第N+1个采样点的值，I_n-(N+2)为所述当前采样点之前的第N+2个采样点的值，若确定结果为是，则触发一个第二确定子单元；

所述第二确定子单元，用于确定出所述第N+1个采样点对应的时刻为所述断路器的熄弧时刻。

根据如上所述的装置，可选地，所述第一判断子单元还用于：若判断出当前采样点所对应的电流变化量d_n大于所述当前采样点对应的所述门槛值，则将当前采样点的下一个采样点更新为当前采样点，并触发所述第二获取单元；

所述第二判断子单元还用于：若识别出所述当前采样点之前的连续的N个采样点所对应的电流变化量d_n-i中至少有一个大于所述门槛值，则将当前采样点的下一个采样点更新为当前采样点，并触发所述第二获取单元；

所述第一确定子单元还用于：若确定出当前采样点之前的第N+1个采样点所对应的电流变化量d_n-(N+1)小于或等于所述门槛值，则将当前采样点的下一个采样点更新为当前采样点，并触发所述第二获取单元。

根据如上所述的装置，可选地，还包括一个第三判断子单元，所述第三判断子单元用于：

判断所述当前采样点的绝对值是否小于或等于一个无流门槛值，若判断结果为是，则触发所述第二确定子单元；

若判断出所述当前采样点的绝对值大于所述无流门槛值，则判断所述当前采样点之后的M个采样点中，是否有连续2个采样点对应的电流变化量d_n+j大于所述门槛值，其中d_n+j＝|I_n+j-I_n+(j+1)|，I_n+j为当前采样点之后的第j个采样点的值，I_n+(j+1)为当前采样点之后的第j+1个采样点的值，1≤j≤M；若判断结果为否，则触发所述第二确定子单元。

根据如上所述的装置，可选地，所述断路器所在的电力系统具有一个继电保护装置，所述第三获取单元具体用于：

判断所述继电保护装置在所述当前采样点对应的时刻是否位于保护启动状态；

若判断结果为是，则获取所述继电保护装置保护启动至所述当前采样点的时间段内的电流瞬时值的最大值；

若判断结果为否，则获取所述目标相在所述当前采样点之前的半个电流的周波或者一个电流的周波内的电流瞬时值的最大值。

根据如上所述的装置，可选地，所述第一确定单元具体用于：

采用如下公式确定Threshold：Threshold＝IMAX*K，其中IMAX为所述目标相在一个预设时间段内的电流的最大值，K＝0.5*电流互感器的二次额定电流/每个电流的周波的采样点数，其中所述电流互感器是用于对所述目标相的电流进行采样的互感器；

判断Threshold是否大于或等于一个第一预设阈值或者是否小于或等于一个第二预设阈值，若判断结果为否，则将Threshold作为所述当前采样点对应的门槛值，所述第一预设阈值大于所述第二预设阈值。

本发明又提供一种确定断路器熄弧时刻的装置，包括：

至少一个存储器，其用于存储指令；

至少一个处理器，其用于根据所述存储器存储的指令执行根据如上任一项所述的确定断路器熄弧时刻的方法。

本发明再提供一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有机器可读指令，所述机器可读指令当被一个机器执行时，所述机器执行根据如上任一项所述的确定断路器熄弧时刻的方法。

根据本发明，通过实时采集断路器的一个相的电流值，并确定出当前采样点对应的差值的绝对值和实时的门槛值，然后根据该差值的绝对值和门槛值确定出断路器的熄弧时间，其采用的是断路器的实时数据，能够较快的分析出断路器的熄弧时刻。另外，该方法可以应用到多种场景中，例如不仅适用于CT拖尾状态，而且适用于非CT拖尾状态。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1A为根据本发明一实施例的确定断路器熄弧时刻的方法的流程示意图。

图1B为具有CT拖尾的电流示意图。

图2A为根据本发发明另一实施例的确定断路器熄弧时刻的方法的流程示意图。

图2B为一个断路器的一相非拖尾状态的电流示意图。

图2C为另一个断路器的一相的轻度CT拖尾的电流示意图。

图2D为又一个断路器的一相具有重度CT拖尾的电流示意图。

图3为根据本发明一实施例的确定断路器熄弧时刻的装置的结构示意图。

图4为根据本发明另一实施例的确定断路器熄弧时刻的装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

电力线一般具有三相。相应地，断路器也具有三相。例如，断路器的三个极柱分别连接于电力线的三相，对于每一相，均需要确定对应的熄弧时刻，因此可以采用本发明的方法来确定断路器每一相的熄弧时刻。继电保护装置与电力线连接，其能够向断路器发送跳闸指示。在断路器熄弧的时候，其电流会发生变化，例如呈快速下降趋势。但是由于断路器熄弧后电流互感器可能仍然有剩磁，剩磁无法突变，这时电流互感器(CurrentTransformer，CT)的二次电流值会呈现单方向衰减的特性，即拖尾电流。如果单纯地通过判断电流的幅值和/或是否过零点来确定断路器的熄弧时刻，会在CT拖尾的情况下失效。采样本发明提供的技术方案，可以在CT拖尾情况下也能准确寻找到灭弧点。

实施例一

本实施例提供一种确定断路器熄弧时刻的方法，该方法的执行主体可以是电力系统中的继电保护装置，也可以是单独设置的装置，具体不再赘述。

如图1A所示，为根据本实施例的确定断路器熄弧时刻的方法的流程示意图。该方法包括：

步骤101，获取一个断路器的一个目标相的电流的当前采样点和上一个采样点，并获取当前采样点和上一个采样点之间的差值的绝对值作为当前采样点对应的电流变化量。

可以设置一个采样装置，例如CT，对断路器的目标相的电流进行周期性采样，这些采样点按照采样顺序依次排列。这里的目标相为三相中的一个。当前采样点指的是当前时刻的采样点，上一个采样点指的是与当前采样点相邻的上一个采样时刻的采样点。本实施例中确定断路器熄弧时刻的方法可以是在继电保护装置向断路器发出跳闸指示后就开始执行的。

假设当前采样点的电流值为I_n，上一个采样点的电流值为I_n-1，当前采样点和上一个采样点之间的电流的差值的绝对值为d_n，即d_n＝|I_n-I_n-1|。该d_n也就是当前采样点对应的差值的绝对值，也就是电流变化量。本发明某一个采样点对应的电流变化量均可以为该采样点与上一个采样点之间的差值的绝对值。

步骤102，获取目标相在当前采样点之前的一个预设时间段内的电流的最大值，并根据最大值确定当前采样点对应的一个门槛值。

具体地，例如获取继电保护装置发出保护启动信号至当前采样点这一段时间之内的目标相的电流瞬时值的最大值。这里的电流瞬时值的获取可以通过采样来获取，采样的频率可以高于步骤101中的采样频率。继电保护装置保护启动也就是检测到电力系统出现异常状态，例如电流的变化幅度超过一个预设阈值。具体如何确定继电保护开始启动保护属于现有技术，在此不再赘述。

当然，该预设时间段还可以根据断路器所在的电力系统的继电保护装置的实时状态来确定，例如若继电保护装置处于保护启动状态，该预设时间段可以是整个从继电保护装置启动保护至当前采样点这段时间；若继电保护装置处于未启动状态，断路器由于其它原因(保护跳闸，手动跳闸，遥控跳闸或本身原因跳闸等)而执行跳闸操作，则该预设时间段可以是当前采样点之前的S个周期。该步骤中的S个周期可以根据实际需要设定，例如0.5个周期或1个周期，在此不再赘述。其它指示例如为遥控指示断路器进行跳闸操作。

根据最大值确定当前采样点对应的一个门槛值具体可以是，者根据最大值的一个倍数倍数确定门槛值，这里的倍数可以结合采样频率或采样精度设定，例如门槛值Threshold＝IMAX*K，其中IMAX为最大值，K＝0.5*电流互感器的二次额定电流/每个电流的周波的采样点数，其中电流互感器是用于对目标相的电流进行采样的互感器，其二次额定电流是预先设定好的。门槛值是根据当前采样点之前的一段时间内的电流瞬时值的最大值得到的，并且结合用于采样的电流互感器的二次额定电流以及采样频率来设定，使得该门槛值为一个自适应门槛值，能够根据实际的电流自适应选定门槛值，进而能够更好地用于确定断路器的熄弧时刻，还能够防止由于固定门槛值时因电流不同、检测结果产生较大差异的问题，即不同的电流下均有足够的灵敏度。

举例来说，这里的电流的周波为电流的一个正弦波。

步骤103，根据电流变化量和门槛值确定断路器的熄弧时刻。

如图1B所示，断路器对应于某一相跳闸时，该相的电流会在跳闸之后迅速趋于0。对于电流互感器，其所检测出的断路器的电流有的时候会产生拖尾，拖尾有时候不太明显，有时候拖尾现象非常严重。图1B中的L段即为CT拖尾，其中横坐标为时间，单位是秒(S)，纵坐标是电流C，单位是A。对于断路器，其可以根据电流的变化趋势定位出断路器的熄弧时刻，例如采样点的变化程度。

根据本实施例的确定断路器熄弧时刻的方法，通过实时采集断路器的一个相的电流值，并确定出当前采样点对应的差值的绝对值和实时的门槛值，然后根据该差值的绝对值和门槛值确定出断路器的熄弧时间，其采用的是断路器的实时数据，能够较快的分析出断路器的熄弧时刻。另外，该方法可以应用到多种场景中，例如不仅适用于CT拖尾状态，而且适用于非CT拖尾状态。

实施例二

本实施例对实施例一的确定断路器熄弧时刻的方法做进一步补充说明。

如图2A所示，为根据本实施例的确定断路器熄弧时刻的方法的流程示意图。该确定断路器熄弧时刻的方法包括：

步骤201，获取一个断路器的一个目标相的电流的当前采样点和上一个采样点，并获取当前采样点和上一个采样点之间的差值的绝对值作为当前采样点对应的电流变化量。

该步骤与步骤101一致，在此不再赘述。

步骤202，获取目标相在一个预设时间段内的电流的最大值，并根据最大值确定当前采样点对应的一个门槛值。

具体地，例如获取继电保护装置发出保护启动信号至当前采样点这一段时间之内的目标相的电流瞬时值的最大值。这里的电流瞬时值的获取可以通过采样来获取，采样的频率可以高于步骤201中的采样频率。继电保护装置保护启动也就是检测到电力系统出现异常状态，例如电流的变化幅度超过一个预设阈值。具体如何确定继电保护开始启动保护属于现有技术，在此不再赘述。

当然，该预设时间段还可以根据断路器所在的电力系统的继电保护装置的实时状态来确定，例如若继电保护装置处于保护启动状态，该预设时间段可以是整个从继电保护装置启动保护至当前采样点这段时间；若继电保护装置处于未启动状态，断路器由于其它原因而执行跳闸操作，则该预设时间段可以是当前采样点之前的S个周期。该步骤中的S个周期可以根据实际需要设定，例如0.5个周期或1个周期，在此不再赘述。其它指示例如为遥控指示断路器进行跳闸操作。

根据最大值确定当前采样点对应的一个门槛值可包括：

采用如下公式确定Threshold：Threshold＝IMAX*K，其中IMAX为目标相在一个预设时间段内的电流的最大值，K＝0.5*电流互感器的二次额定电流/每个电流的周波的采样点数，其中电流互感器是用于对目标相的电流进行采样的互感器；

判断Threshold是否大于一个第一预设阈值或者是否小于一个第二预设阈值，若判断结果为否，则将Threshold作为当前采样点对应的门槛值。

这里的第一预设阈值大于第二预设阈值，也就是说，可以预先为各采样点对应的门槛值确定一个范围，第一预设阈值为该范围的最大值，第二预设阈值为该范围的最小值。若Threshold＝IMAX*K所得到的值不在该范围内，例如Threshold大于第一预设阈值，则可以将该第一预设阈值作为当前采样点的门槛值，若Threshold小于第二预设阈值，则可以将该第二预设阈值作为当前采样点的门槛值。

本实施例的第一预设阈值和第二预设阈值可以结合采样频率和采样精度来设定，例如第一预设阈值为10*K，以保证在很大电流有较高的精度前提下也可以区分正常的电流扰动，第二预设阈值为0.2*K，以保证在切除较小的负荷电流时能够有较高的分辨率。

本实施例的K值也可以根据实际需要确定为其它范围，具体不再赘述。

步骤203，判断当前采样点所对应的电流变化量d_n是否小于或等于当前采样点对应的门槛值，其中d_n＝|I_n-I_n-1|，I_n为当前采样点的值，I_n-1为上一个采样点的值，若判断结果为是，则执行步骤204，否则执行步骤207。

该d_n即为当前采样点所对应的差值的绝对值。该步骤中需要判断的是d_n是否小于或等于当前采样点所对应的Threshold。

步骤204，识别当前采样点之前的连续的N个采样点所对应的电流变化量d_n-i是否均小于或等于门槛值，其中d_n-i＝|I_n-i-I_n-(i+1)|，I_n-i为当前采样点之前的第i个采样点的值，I_n-(i+1)为当前采样点之前的第i+1个采样点的值，1≤i≤N。如识别结果为是，则执行步骤205，否则执行步骤207。

这里的N可以根据实际需要设定，可以为当前采样点之前的1/8个电流的周波内的采样点的个数。这里的门槛值即当前采样点所对应的门槛值，也就是步骤202中所的得到的门槛值。

步骤205，确定当前采样点之前的第N+1个采样点所对应的电流变化量d_n-(N+1)是否大于门槛值，若确定结果为是，则执行步骤206，否则执行步骤207。

d_n-(N+1)＝|I_n-(N+1)-I_n-(N+2)|，I_n-(N+1)为当前采样点之前的第N+1个采样点的电流值，I_n-(N+2)为当前采样点之前的第N+2个采样点的电流值。

步骤206，确定出第N+1个采样点对应的时刻为断路器的熄弧时刻。

当前采样点以及其前面的N个采样点所对应的差值的绝对值均小于或等于各自采样点所对应的门槛值，可以认为该断路器已经熄弧，但是如果当前采样点之前的第N+1个采样点所对应的差值的绝对值大于其对应的门槛值，则可以认为该第N+1个点所对应的时刻就是断路器的熄弧时刻。

可选的，在步骤205和步骤206之间，还包括:

判断当前采样点的绝对值小于或等于一个无流门槛值，若判断结果为是，则确定出第N+1个采样点对应的时刻为断路器的熄弧时刻。这里的无流门槛值，指的是可以认为电路中已经没有电流的门限值，即若检测到目标相的电流低于该无流门槛值，则可以认为该目标相已经没有电流。该无流门槛值可以预先设定，例如为0.1A。该步骤的作用是，进一步检测当前采样点之前的第N+1个采样点所对应的时刻是否为断路器的熄弧时刻。当前采样点的对应的电流值的绝对值小于或等于该无流门槛值时，可以确定出断路器已经熄弧。

若所述当前采样点的绝对值大于所述无流门槛值，则则判断当前采样点之后的M个采样点钟，否有连续2个采样点对应的d_n+j大于各采样点所对应的门槛值，其中d_n+j＝|I_n+j-I_n+(j+1)|，I_n+j为当前采样点之后的第j个采样点的值，I_n+(j+1)为当前采样点之后的第j+1个采样点的值，1≤j≤M；

若判断结果为否，则确定出第N+1个采样点对应的时刻为断路器的熄弧时刻。

也就是说，若当前采样点的电流值的绝对值大于无流门槛值，可能是发生了CT拖尾情况，因此还要进一步检测当前采样点之后的M个采样点中是否有连续2个采样点对应的d_n+j大于各采样点所对应的门槛值，如果判断为否，则可以进一步确定第N+1个采样点对应的时刻为断路器的熄弧时刻。这里的M可以根据实际需要设定，例如1/4个电流的周波内的采样个数，假设一个电流的周波内采样32次，则M可以等于8。

若判断结果为是，则可以执行步骤207。

步骤207，将当前采样点的下一个采样点更新为当前采样点，并返回执行步骤201。

由于没有找到断路器的熄弧时刻，所以需要继续寻找断路器的熄弧时刻。所以对当前采样点的下一个采样点重复上述步骤，如果还没有找到，继续对下一个采样点重复上述步骤，直至找到断路器的熄弧时刻。

如图2B所示，为断路器的一相非拖尾状态的电流示意图。如图2C所示，为断路器的一相的轻度CT拖尾的电流示意图。如图2D所示，为另一个断路器的一相具有重度CT拖尾的电流示意图。图2B至图2D的横坐标均为时间T(S)，纵坐标均为电流(A)，电流为I(实线)。图2B至图2D所示的实例中，每个电流的周波内的采样点数(采样频率)为20，比例系数K＝0.005，第一预设阈值为0.25，第二预设阈值为0.005。图2B至图2D中也示出了各个采样点的所对应的电流变化量d(虚线)，以及与所对应的门槛值的比较结果Flag(点)。可以设定为当d大于门槛值时，Flag＝1，否则Flag＝-1。根据本实施例的方式，在非CT拖尾状态、轻度拖尾状态、重度拖尾状态任何一种情况下，所计算出的断路器的熄弧时刻均对应着最终所画出的电流曲线的拐点，即各图中的竖线Q所对应的时刻。

根据本实施例，通过电流的各采样点对应的差值的绝对值以及相应的门槛值的比较来确定断路器的熄弧时刻，其计算量小，对CPU的负荷占有小，可以缩短失灵保护的动作延时，降低系统运行的风险。此外，能够根据实际的电流确定对应的门槛值，能够防止出现固定门槛值时因电流的不同导致检测结果产生较大差异的问题。

实施例三

本实施例提供一种确定断路器熄弧时刻的装置，用于执行实施例一的确定断路器熄弧时刻的方法。该确定断路器熄弧时刻的装置可以集成于继电保护装置。

如图3所示，本实施例的确定断路器熄弧时刻的装置包括一个第一获取单元301、一个第二获取单元302、一个第三获取单元303、一个第一确定单元304和一个第二确定单元305。

其中，第一获取单元301用于获取一个断路器的一个目标相的电流的当前采样点和上一个采样点；第二获取单元302用于获取当前采样点和上一个采样点之间的差值的绝对值作为当前采样点对应的电流变化量；第三获取单元303用于获取目标相在当前采样点之前的一个预设时间段内的电流的最大值；第一确定单元304用于根据最大值确定当前采样点对应的一个门槛值；第二确定单元305用于根据电流变化量和门槛值确定断路器的熄弧时刻。

本实施例的各个单元的工作方法与前述实施例相同，在此不再赘述。

根据本实施例的确定断路器熄弧时刻的装置，通过实时采集断路器的一个相的电流值，并确定出当前采样点对应的差值的绝对值和实时的门槛值，然后根据该差值的绝对值和门槛值确定出断路器的熄弧时间，其采用的是断路器的实时数据，能够较快的分析出断路器的熄弧时刻。另外，该方法可以应用到多种场景中，例如不仅适用于CT拖尾状态，而且适用于非CT拖尾状态。

实施例四

本实施例对实施例三的确定断路器熄弧时刻的装置作进一步补充说明。如图4所示，本实施例的第二确定单元305具体包括一个第一判断子单元3051、一个第二判断子单元3052、一个第一确定子单元3053、一个第二确定子单元3054。

其中，第一判断子单元3051用于判断当前采样点所对应的电流变化量d_n是否小于或等于当前采样点对应的门槛值，其中d_n＝|I_n-I_n-1|，I_n为当前采样点的值，I_n-1为上一个采样点的值，若判断结果为是，则触发一个第二判断子单元3052；第二判断子单元3052用于识别当前采样点之前的连续的N个采样点所对应的电流变化量d_n-i是否均小于或等于门槛值，其中d_n-i＝|I_n-i-I_n-(i+1)|，I_n-i为当前采样点之前的第i个采样点的值，I_n-(i+1)为当前采样点之前的第i+1个采样点的值，1≤i≤N，若识别结果为是，则触发一个第一确定子单元3053；第一确定子单元3053用于确定当前采样点之前的第N+1个采样点所对应的电流变化量d_n-(N+1)是否大于门槛值，其中d_n-(N+1)＝|I_n-(N+1)-I_n-(N+2)|，I_n-(N+1)为当前采样点之前的第N+1个采样点的值，I_n-(N+2)为当前采样点之前的第N+2个采样点的值，若确定结果为是，则触发一个第二确定子单元3054；第二确定子单元3054用于确定出第N+1个采样点对应的时刻为断路器的熄弧时刻。

可选地，第一判断子单元3051还用于：若判断出当前采样点所对应的电流变化量d_n大于当前采样点对应的门槛值，则将当前采样点的下一个采样点更新为当前采样点，并触发第二获取单元302；

第二判断子单元3052还用于：若识别出当前采样点之前的连续的N个采样点所对应的电流变化量d_n-i中至少有一个大于门槛值，则将当前采样点的下一个采样点更新为当前采样点，并触发第二获取单元302；

第一确定子单元3053还用于：若确定出当前采样点之前的第N+1个采样点所对应的电流变化量d_n-(N+1)小于或等于门槛值，则将当前采样点的下一个采样点更新为当前采样点，并触发第二获取单元302。

可选地，本实施例的确定断路器熄弧时刻的装置还包括一个第三判断子单元3055。该第三判断子单元3055用于若当前采样点的绝对值小于一个无流门槛值，则判断当前采样点之后的M个采样点中，是否有连续2个采样点对应的电流变化量d_n+j大于门槛值，其中d_n+j＝|I_n+j-I_n+(j+1)|，I_n+j为当前采样点之后的第j个采样点的值，I_n+(j+1)为当前采样点之后的第j+1个采样点的值，1≤j≤M；若判断结果为否，则触发第二确定子单元3054。

可选地，若第三判断子单元3055的判断结果为是，则将当前采样点的下一个采样点更新为当前采样点，并触发第二获取单元302。

可选地，断路器所在的电力系统具有一个继电保护装置，本实施例的第三获取单元303具体用于：

判断继电保护装置在当前采样点对应的时刻是否位于保护启动状态；

若判断结果为是，则获取继电保护装置保护启动至当前采样点的时间段内的电流瞬时值的最大值；

若判断结果为否，则获取目标相在当前采样点之前的半个电流的周波或者一个电流的周波内的电流瞬时值的最大值。

可选地，第一确定单元304具体用于：

采用如下公式确定Threshold：Threshold＝IMAX*K，其中IMAX为目标相在一个预设时间段内的电流的最大值，K＝0.5*电流互感器的二次额定电流/每个电流的周波的采样点数，其中电流互感器是用于对目标相的电流进行采样的互感器；

判断Threshold是否大于一个第一预设阈值或者是否小于一个第二预设阈值，若判断结果为否，则将Threshold作为当前采样点对应的门槛值，第一预设阈值大于第二预设阈值。

可选地，第一确定单元304还用于：若判断出Threshold大于第一预设阈值，则将第一预设阈值作为当前采样点对应的门槛值；

若判断出Threshold小于第二预设阈值，则将第二预设阈值作为当前采样点对应的门槛值。

根据本实施例，通过电流的各采样点对应的差值的绝对值以及相应的门槛值的比较来确定断路器的熄弧时刻，其计算量小，对CPU的负荷占有小。此外，能够根据实际的电流确定对应的门槛值，能够防止出现固定门槛值时因电流的不同导致检测结果产生较大差异的问题。

本实发明还提供一种确定断路器熄弧时刻的装置，包括至少一个存储器和至少一个处理器。其中，存储器用于存储指令。处理器用于根据存储器存储的指令执行前述任意实施例所描述的确定断路器熄弧时刻的方法。

本发明的实施例还提供一种可读存储介质。该可读存储介质中存储有机器可读指令，机器可读指令当被一个机器执行时，机器执行前述任意实施例所描述的确定断路器熄弧时刻的方法。

该可读介质上存储有机器可读指令，该机器可读指令在被处理器执行时，使处理器执行前述的任一种方法。具体地，可以提供配有可读存储介质的系统或者装置，在该可读存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机或处理器读出并执行存储在该可读存储介质中的机器可读指令。

在这种情况下，从可读介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此机器可读代码和存储机器可读代码的可读存储介质构成了本发明的一部分。

可读存储介质的实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上或云上下载程序代码。

本领域技术人员应当理解，上面公开的各个实施例可以在不偏离发明实质的情况下做出各种变形和修改。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书来限定。

需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和单元都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或单元。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的装置结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些单元可能由同一物理实体实现，或者，有些单元可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。

以上各实施例中，硬件单元可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件单元或处理器可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相应操作。硬件单元或处理器还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.确定断路器熄弧时刻的方法，包括：

获取一个断路器的一个目标相的电流的当前采样点和上一个采样点，并获取所述当前采样点和上一个采样点之间的差值的绝对值作为所述当前采样点对应的电流变化量；

获取所述目标相在所述当前采样点之前的一个预设时间段内的电流的最大值，并根据所述最大值确定当前采样点对应的一个门槛值；

根据所述电流变化量和所述门槛值确定所述断路器的熄弧时刻。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述电流变化量和所述门槛值确定所述断路器的熄弧时刻包括：

判断当前采样点所对应的电流变化量d_n是否小于或等于所述当前采样点对应的所述门槛值，其中d_n＝|I_n-I_n-1|，I_n为当前采样点的值，I_n-1为上一个采样点的值；

若判断结果为是，则识别所述当前采样点之前的连续的N个采样点所对应的电流变化量d_n-i是否均小于或等于所述门槛值，其中d_n-i＝|I_n-i-I_n-(i+1)|，I_n-i为当前采样点之前的第i个采样点的值，I_n-(i+1)为所述当前采样点之前的第i+1个采样点的值，1≤i≤N；

若识别结果为是，则确定所述当前采样点之前的第N+1个采样点所对应的电流变化量d_n-(N+1)是否大于所述门槛值，其中d_n-(N+1)＝|I_n-(N+1)-I_n-(N+2)|，I_n-(N+1)为所述当前采样点之前的第N+1个采样点的值，I_n-(N+2)为所述当前采样点之前的第N+2个采样点的值；

若确定结果为是，则确定出所述第N+1个采样点对应的时刻为所述断路器的熄弧时刻。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若判断出当前采样点所对应的电流变化量d_n大于所述当前采样点对应的所述门槛值，或者若识别出所述当前采样点之前的连续的N个采样点所对应的电流变化量d_n-i中至少有一个大于所述门槛值，或者若确定出当前采样点之前的第N+1个采样点所对应的电流变化量d_n-(N+1)小于或等于所述门槛值，则将当前采样点的下一个采样点更新为当前采样点，并返回执行获取一个断路器的一个目标相的电流的当前采样点和上一个采样点的操作。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在确定出当前采样点之前的第N+1个采样点所对应的d_n-(N+1)大于所述门槛值之后，且在确定出所述第N+1个采样点对应的时刻为所述断路器的熄弧时刻之前，还包括：

若所述当前采样点的绝对值小于或等于一个无流门槛值，则执行确定出所述第N+1个采样点对应的时刻为所述断路器的熄弧时刻的操作。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若所述当前采样点的绝对值大于所述无流门槛值，则判断所述当前采样点之后的M个采样点中，是否有连续2个采样点对应的电流变化量d_n+j大于所述门槛值，其中d_n+j＝|I_n+j-I_n+(j+1)|，I_n+j为当前采样点之后的第j个采样点的值，I_n+(j+1)为当前采样点之后的第j+1个采样点的值，1≤j≤M；

若判断结果为否，则执行确定出所述第N+1个采样点对应的时刻为所述断路器的熄弧时刻的操作。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，若判断出所述当前采样点之后的M个采样点中有连续2个采样点对应的电流变化量d_n+j大于所述门槛值，则将当前采样点的下一个采样点更新为当前采样点，并返回执行获取一个断路器的一个目标相的电流的当前采样点和上一个采样点的操作。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述断路器所在的电力系统具有一个继电保护装置，获取所述目标相在所述当前采样点之前的一个预设时间段内的电流的最大值包括：

判断所述继电保护装置在所述当前采样点对应的时刻是否位于保护启动状态；

若判断结果为是，则获取所述继电保护装置保护启动至所述当前采样点的时间段内的电流瞬时值的最大值；

若判断结果为否，则获取所述目标相在所述当前采样点之前的半个电流的周波或者一个电流的周波内的电流瞬时值的最大值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述最大值确定当前采样点对应的一个门槛值包括：

采用如下公式确定Threshold：Threshold＝IMAX*K，其中IMAX为所述目标相在一个预设时间段内的电流的最大值，K＝0.5*电流互感器的二次额定电流/每个电流的周波的采样点数，其中所述电流互感器是用于对所述目标相的电流进行采样的互感器；

判断Threshold是否大于或等于一个第一预设阈值或者是否小于或等于一个第二预设阈值，若判断结果为否，则将Threshold作为所述当前采样点对应的门槛值，所述第一预设阈值大于所述第二预设阈值。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，若判断出Threshold大于所述第一预设阈值，则将所述第一预设阈值作为所述当前采样点对应的门槛值；

若判断出Threshold小于所述第二预设阈值，则将所述第二预设阈值作为所述当前采样点对应的门槛值。

10.确定断路器熄弧时刻的装置，包括：

一个第一获取单元，用于获取一个断路器的一个目标相的电流的当前采样点和上一个采样点；

一个第二获取单元，用于获取所述当前采样点和上一个采样点之间的差值的绝对值作为所述当前采样点对应的电流变化量；

一个第三获取单元，用于获取所述目标相在所述当前采样点之前的一个预设时间段内的电流的最大值；

一个第一确定单元，用于根据所述最大值确定当前采样点对应的一个门槛值；

一个第二确定单元，用于根据所述电流变化量和所述门槛值确定所述断路器的熄弧时刻。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元具体包括：

一个第一判断子单元，用于判断当前采样点所对应的电流变化量d_n是否小于或等于所述当前采样点对应的所述门槛值，其中d_n＝|I_n-I_n-1|，I_n为当前采样点的值，I_n-1为上一个采样点的值，若判断结果为是，则触发一个第二判断子单元；

所述第二判断子单元，用于识别所述当前采样点之前的连续的N个采样点所对应的电流变化量d_n-i是否均小于或等于所述门槛值，其中d_n-i＝|I_n-i-I_n-(i+1)|，I_n-i为当前采样点之前的第i个采样点的值，I_n-(i+1)为所述当前采样点之前的第i+1个采样点的值，1≤i≤N，若识别结果为是，则触发一个第一确定子单元；

所述第一确定子单元，用于确定所述当前采样点之前的第N+1个采样点所对应的电流变化量d_n-(N+1)是否大于所述门槛值，其中d_n-(N+1)＝|I_n-(N+1)-I_n-(N+2)|，I_n-(N+1)为所述当前采样点之前的第N+1个采样点的值，I_n-(N+2)为所述当前采样点之前的第N+2个采样点的值，若确定结果为是，则触发一个第二确定子单元；

所述第二确定子单元，用于确定出所述第N+1个采样点对应的时刻为所述断路器的熄弧时刻。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，

所述第一判断子单元还用于：若判断出当前采样点所对应的电流变化量d_n大于所述当前采样点对应的所述门槛值，则将当前采样点的下一个采样点更新为当前采样点，并触发所述第二获取单元；

所述第二判断子单元还用于：若识别出所述当前采样点之前的连续的N个采样点所对应的电流变化量d_n-i中至少有一个大于所述门槛值，则将当前采样点的下一个采样点更新为当前采样点，并触发所述第二获取单元；

所述第一确定子单元还用于：若确定出当前采样点之前的第N+1个采样点所对应的电流变化量d_n-(N+1)小于或等于所述门槛值，则将当前采样点的下一个采样点更新为当前采样点，并触发所述第二获取单元。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，还包括一个第三判断子单元，所述第三判断子单元用于：

判断所述当前采样点的绝对值是否小于或等于一个无流门槛值，若判断结果为是，则触发所述第二确定子单元；

若判断出所述当前采样点的绝对值大于所述无流门槛值，则判断所述当前采样点之后的M个采样点中，是否有连续2个采样点对应的电流变化量d_n+j大于所述门槛值，其中d_n+j＝|I_n+j-I_n+(j+1)|，I_n+j为当前采样点之后的第j个采样点的值，I_n+(j+1)为当前采样点之后的第j+1个采样点的值，1≤j≤M；若判断结果为否，则触发所述第二确定子单元。

14.根据权利要求10-13中任一项所述的装置，其特征在于，所述断路器所在的电力系统具有一个继电保护装置，所述第三获取单元具体用于：

判断所述继电保护装置在所述当前采样点对应的时刻是否位于保护启动状态；

若判断结果为是，则获取所述继电保护装置保护启动至所述当前采样点的时间段内的电流瞬时值的最大值；

若判断结果为否，则获取所述目标相在所述当前采样点之前的半个电流的周波或者一个电流的周波内的电流瞬时值的最大值。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元具体用于：

采用如下公式确定Threshold：Threshold＝IMAX*K，其中IMAX为所述目标相在一个预设时间段内的电流的最大值，K＝0.5*电流互感器的二次额定电流/每个电流的周波的采样点数，其中所述电流互感器是用于对所述目标相的电流进行采样的互感器；

判断Threshold是否大于或等于一个第一预设阈值或者是否小于或等于一个第二预设阈值，若判断结果为否，则将Threshold作为所述当前采样点对应的门槛值，所述第一预设阈值大于所述第二预设阈值。

16.确定断路器熄弧时刻的装置，其特征在于，包括：

至少一个存储器，其用于存储指令；

至少一个处理器，其用于根据所述存储器存储的指令执行根据权利要求1-8中任一项所述的确定断路器熄弧时刻的方法。

17.可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有机器可读指令，所述机器可读指令当被一个机器执行时，所述机器执行根据权利要求1-8中任一项所述的确定断路器熄弧时刻的方法。

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