CN112462251B - 一种有载分接开关切换时序检测方法 - Google Patents

一种有载分接开关切换时序检测方法 Download PDF

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CN112462251B CN202011301797.0A CN202011301797A CN112462251B CN 112462251 B CN112462251 B CN 112462251B CN 202011301797 A CN202011301797 A CN 202011301797A CN 112462251 B CN112462251 B CN 112462251B
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    • H01F29/04—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings having provision for tap-changing without interrupting the load current

Abstract

本申请公开了一种有载分接开关切换时序检测方法，通过采集触头切换时产生的暂态波动信号，从而可记录暂态波动信号的采集时刻，并计算各切换步骤相应的过渡时差，然后根据首次测试的过渡时差与不同期的第N次测试的过渡时差设置四种不同的数据对比方式，并根据四种数据对比方式可以判断有载分接开关的切换时序状态是否存在切换缺陷，从而实现了对有载分接开关的切换时序状态进行检测，也提高了对有载分接开关的切换时序状态检测的准确性。

Description

一种有载分接开关切换时序检测方法
技术领域
本申请涉及变压器技术领域，尤其涉及变压器有载分接开关技术领域，更具体地，涉及一种有载分接开关切换时序检测方法。
背景技术
有载分接开关是在变压器励磁或带负载的情况下，通过切换变压器绕组抽头来改变高低压绕组的匝数比从而调节变压器输出电压的一种装置，它在电力系统电压调节中发挥着重要的作用。
在有载分接开关切换过程中，涉及到负载电流与循环电流开断和接通动作，这就使有载分接开关中的触头承担着灭弧功能。
在实践运行中，表明有载分接开关绝大多数故障均发生在切换过程中，尤其是主载流触头、灭弧触头的动作切换，这是因为有载分接开关本身作为一种机械装置，长期频繁操作下，可能会导致内部零部件失效，最终影响到触头的接触，无法有效灭弧，引发短路故障。
然而，目前有载分接开关主要的现场测试项目是直流电阻测试和过渡波形测试(动作特性测试)，其中，直流电阻测试仅能反映其静态接触部分，即选择开关各档位动静触头、极性开关动静触头、切换开关主载流触头的静态接触情况；而过渡波形测试仅能反映切换过程中桥接(过渡电阻接入及切除这段时刻)时序及过渡电阻的阻值(过渡电阻的连接情况)。由此可以看出，目前对有载分接开关的测试项目均无法完全反映其切换过程中各个触头的动作切换状态是否存在缺陷。
发明内容
本申请提供了一种有载分接开关切换时序检测方法，用于解决现有技术无法检测有载分接开关切换过程中各个触头的动作切换状态的技术问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种有载分接开关切换时序检测方法，包括直流电源、采集装置与计算机，所述直流电源与被测有载分接开关的任一相连接构成电流回路，用于向所述被测有载分接开关提供直流电流；所述采集装置与所述被测有载分接开关的任一相连接构成检测回路，用于采集所述被测有载分接开关中各触头按预设切换步骤进行切换从而产生的暂态波动信号；所述计算机与所述采集装置电连接，用于接收所述采集装置所采集的所述暂态波动信号后进行数据处理，从而检测所述被测有载分接开关的切换时序状态；
所述进行数据处理的具体步骤包括：
步骤一：根据所述采集装置采集的所述暂态波动信号依次获取各个切换步骤分别对应的采集时刻，然后，根据所述采集时刻计算当前切换步骤相对于前一个切换步骤的过渡时差；
步骤二：根据同相间的第N次测试的过渡时差与对应相同切换步骤的首次测试的过渡时差计算第一差值(N＞1)，判断所述第一差值是否在预设第一差值范围内，具体包括：当判断所述第一差值在所述预设第一差值范围内时，则判断所述被测有载分接开关的切换时序状态存在切换缺陷；当判断所述第一差值不在所述预设第一差值范围内时，则执行下一步；
步骤三：根据所述首次测试的过渡时差和所述第N次测试的过渡时差分别计算同相内的切换步骤的首次测试的累计过渡时差和第N次测试的累计过渡时差，然后，根据所述首次测试的累计过渡时差与同相对应的所述第N次测试的累计过渡时差计算第二差值，判断所述第二差值是否在预设第二差值范围内，具体包括：当判断所述第二差值在所述预设第二差值范围内时，则判断所述被测有载分接开关的切换时序状态存在切换缺陷；当判断所述第二差值不在所述预设第二差值范围内时，则执行下一步；
步骤四：根据所述首次测试的过渡时差和所述第N次测试的过渡时差分别计算不同相的相同切换步骤的首次测试的过渡时差差值和第N次测试的过渡时差差值，判断所述首次测试的过渡时差差值和所述第N次测试的过渡时差差值中的任一差值是否在预设第三差值范围内，具体包括：当判断所述首次测试的过渡时差差值和所述第N次测试的过渡时差差值中的任一差值在所述预设第三差值范围内时，则判断所述被测有载分接开关的切换时序状态存在切换缺陷；当判断所述首次测试的过渡时差差值和所述第N次测试的过渡时差差值中的任一差值不在所述预设第三差值范围内时，则执行下一步；
步骤五：根据所述步骤三中计算得到的各相的所述首次测试的累计过渡时差计算不同相间的对应切换步骤的首次测试的累计过渡时差差值，还根据所述步骤三中计算得到的各相的所述第N次测试的累计过渡时差计算不同相间的对应切换步骤的第N次测试的累计过渡时差差值，判断所述首次测试的累计过渡时差差值和所述第N次测试的累计过渡时差差值中的任一差值是否在所述预设第四差值范围内，具体包括：当判断所述首次测试的累计过渡时差差值和所述第N次测试的累计过渡时差差值中的任一差值不在所述预设第四差值范围内时，则判断所述被测有载分接开关的切换时序状态存在切换缺陷。
优选地，所述被测有载分接开关的调压侧与所述直流电源的输出侧电连接，所述被测有载分接开关的中性点侧与所述直流电源的输入侧电连接。
优选地，所述预设第一差值范围为-2～2ms。
优选地，所述预设第二差值范围为-3～3ms。
优选地，所述预设第三差值范围为-3～3ms。
优选地，所述预设第四差值范围为-3～3ms。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请实施例提供了一种有载分接开关切换时序检测方法，通过采集触头切换时产生的暂态波动信号，从而可记录暂态波动信号的采集时刻，并计算各切换步骤相应的过渡时差，然后根据首次测试的过渡时差与不同期的第N次测试的过渡时差设置四种不同的数据对比方式，并根据四种数据对比方式可以判断有载分接开关的切换时序状态是否存在切换缺陷，从而实现了对有载分接开关的切换时序状态进行检测，也提高了对有载分接开关的切换时序状态检测的准确性。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种有载分接开关切换时序检测方法中检测模块的原理框图；
图2为本申请实施例提供的一种有载分接开关切换时序检测方法中检测模块的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的本申请实施例提供的一种有载分接开关切换时序检测方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
由于有载分接开关的切换部分中主载流触头与灭弧触头的动作情况既是有载分接开关切换功能的重点部分，也是目前其他有载分接开关试验检测方法的检测盲区。
为此，本申请提供的一种有载分接开关切换时序检测方法，如图1～2所示，包括直流电源101、采集装置102与计算机103，直流电源101与被测有载分接开关200的任一相连接构成电流回路，用于向被测有载分接开关200提供直流电流；采集装置102与被测有载分接开关200的任一相连接构成检测回路，采集被测有载分接开关200中各触头按预设切换步骤进行切换从而产生的暂态波动信号；计算机103与采集装置102电连接，用于接收采集装置102所采集的暂态波动信号后进行数据处理，从而检测被测有载分接开关200的切换时序状态；
需要说明的是，在本实施例中，如图2所示，以典型的M型有载分接开关其中一相为例，其触头由左至右依次为KA、K1、K2、K3、K4与KB，有载分接开关的调压侧与直流电源101的输出侧电连接，有载分接开关的中性点侧与直流电源101的输入侧电连接，直流电源101与采集装置102并联。
预设切换步骤根据有载分接开关类型进行设置，以本实施例中的M型有载分接开关为例，其切换步骤为KA断开同时K2闭合、K1断开、K3闭合、K2断开、K4闭合、KB闭合同时K3断开，同时，在每个切换步骤变换时，采集装置102均可以采集到切换产生的暂态波动信号，为了提高采集暂态波动信号的准确度，直流电源101可以采用稳压直流电源101，采集装置102可采用高精度的采集卡。
接下来，参考图3，计算机103进行数据处理的具体步骤包括：
步骤一：根据采集装置102采集的暂态波动信号依次获取各个切换步骤分别对应的采集时刻，然后，根据采集时刻计算当前切换步骤相对于前一个切换步骤的过渡时差；
可以理解的是，由于采集装置102与被测有载分接开关200的任一相连接，所以，采集装置102可以检测被测有载分接开关200的三相的暂态波动信号并计算相应的三相的各个切换步骤的过渡时差。
步骤二：根据同相间的第N次测试的过渡时差与对应相同切换步骤的首次测试的过渡时差计算第一差值(N＞1)，判断第一差值是否在预设第一差值范围内，具体包括：当判断第一差值在预设第一差值范围内时，则判断被测有载分接开关200的切换时序状态存在切换缺陷；当判断第一差值不在预设第一差值范围内时，则执行下一步；
需要说明的是，首次测试是在有载分接开关出厂或使用前，需要在停电试验下进行首次测试，但对于首次测试的结果并没有其他历史参考数据，而只对首次测试结果进行横向对比，则会产生较大的误差，因此，在有载分接开关出厂或使用后，可以将有载切换开关的切换部分进行与首次测试同样的试验，这使得此次的测试结果不仅可以进行横向对比，还可以与首次测试结果进行纵向比对，实现有载分接开关的切换时序状态的判断。
在本实施例中，如表1～表2所示，表1为首次测试中各个切换步骤相应的各相的过渡时差，表2为第N次测试中各个切换步骤相应的各相的过渡时差；其中，表1和表2的横向格表示有载分接开关的三相，三相分别定义为A相、B相和C相；纵向格表示切换步骤。
表1 首次测试中各个切换步骤相应的各相的过渡时差
Figure BDA0002787061680000051
Figure BDA0002787061680000061
表2 第N次测试中各个切换步骤相应的各相的过渡时差
A相 B相 C相
KA断开K2闭合 T<sub>A1</sub> T<sub>B1</sub> T<sub>C1</sub>
K1断开 △T<sub>A1</sub> △T<sub>B1</sub> △T<sub>C1</sub>
K3闭合 △T<sub>A2</sub> △T<sub>B2</sub> △T<sub>C2</sub>
K2断开 △T<sub>A3</sub> △T<sub>B3</sub> △T<sub>C3</sub>
K4闭合 △T<sub>A4</sub> △T<sub>B4</sub> △T<sub>C4</sub>
KB闭合K3断开 △T<sub>A5</sub> △T<sub>B5</sub> △T<sub>C5</sub>
如表1与表2所示，根据同相间的第N次测试的过渡时差与对应相同切换步骤的首次测试的过渡时差计算第一差值，即在A相对应的第一差值分别为△TA10—△TA1、△TA20—△TA2、△TA30—△TA3、△TA40—△TA4、△TA50—△TA5；B相对应的第一差值分别为△TB10—△TB1、△TB20—△TB2、△TB30—△TB3、△TB40—△TB4、△TB50—△TB5；C相对应的第一差值分别为△TC10—△TC1、△TC20—△TC2、△TC30—△TC3、△TC40—△TC4、△TC50—△TC5，判断上述各相对应的第一差值是否在预设第一差值范围内，在一个示例中，预设第一差值范围为-2～2ms，即当第一差值不在-2～2ms内时，则说明有载分接开关的切换时序状态存在切换缺陷；当判断第一差值在-2～2ms内时，则执行下一步。
步骤三：根据首次测试的过渡时差和第N次测试的过渡时差分别计算同相内的切换步骤的首次测试的累计过渡时差和第N次测试的累计过渡时差，然后，根据首次测试的累计过渡时差与同相对应的第N次测试的累计过渡时差计算第二差值，判断第二差值是否在预设第二差值范围内，具体包括：当判断第二差值在预设第二差值范围内时，则判断被测有载分接开关200的切换时序状态存在切换缺陷；当判断第二差值不在预设第二差值范围内时，则执行下一步；
在本实施例中，由表1和表2可得，以A相为例，首次测试的累计过渡时差分别为TA10+△TA10、TA1+△TA10+△TA20、TA10+△TA10+△TA20+△TA30、TA10+△TA10+△TA20+△TA30+△TA40、TA10+△TA10+△TA20+△TA30+△TA40+△TA50，第N次测试的累计过渡时差为TA1+△TA1、TA1+△TA1+△TA2、TA1+△TA1+△TA2+△TA3、TA1+△TA1+△TA2+△TA3+△TA4、TA1+△TA1+△TA2+△TA3+△TA4+△TA5，由此可以得到，A相对应的第二差值分别为{(TA10+△TA10)—(TA1+△TA1)}、{(TA10+△TA10+△TA20)—(TA1+△TA1+△TA2)}、{(TA10+△TA10+△TA20+△TA30)—(TA1+△TA1+△TA2+△TA3)}、{(TA10+△TA10+△TA20+△TA30+△TA40)—(TA1+△TA1+△TA2+△TA3+△TA4)}、{(TA10+△TA10+△TA20+△TA30+△TA40+△TA50)—(TA1+△TA1+△TA2+△TA3+△TA4+△TA5)}，判断上述A相对应的第二差值是否在预设第二差值范围内，在一个示例中，预设第二差值范围为-3～3ms，即当第二差值不在-3～3ms时，则说明有载分接开关的切换时序状态存在切换缺陷；当判断第二差值在-3～3ms时，则执行下一步。
需要说明的是，B相与C相的判断过程均与A相一致，在此不再赘述。
步骤四：根据首次测试的过渡时差和第N次测试的过渡时差分别计算不同相的相同切换步骤的首次测试的过渡时差差值和第N次测试的过渡时差差值，判断首次测试的过渡时差差值和第N次测试的过渡时差差值中的任一差值是否在预设第三差值范围内，具体包括：当判断首次测试的过渡时差差值和第N次测试的过渡时差差值中的任一差值在预设第三差值范围内时，则判断被测有载分接开关200的切换时序状态存在切换缺陷；当判断首次测试的过渡时差差值和第N次测试的过渡时差差值中的任一差值不在预设第三差值范围内时，则执行下一步；
在本实施例中，由表1和表2可得，以A相为例，首次测试的过渡时差差值分别为TA10-TB10，TA10-TC10，TB10-TC10，△TA10-△TB10，△TA10-TC10，△TB10-TC10，△TA20-△TB20，△TA20-TC20，△TB20-TC20，△TA30-△TB30，△TA30-TC30，△TB30-TC30，△TA40-△TB40，△TA40-TC40，△TB40-TC40，△TA50-△TB50，△TA50-TC50，△TB10-TC50；同理，第N次测试的过渡时差差值分别为TA1-TB1，TA1-TC1，TB1-TC1，△TA1-△TB1，△TA1-TC1，△TB1-TC1，△TA2-△TB2，△TA2-TC2，△TB2-TC2，△TA3-△TB3，△TA3-TC3，△TB3-TC3，△TA4-△TB4，△TA4-TC4，△TB4-TC4，△TA5-△TB5，△TA5-TC5，△TB5-TC5；判断上述A相对应的首次测试的过渡时差差值或第N次测试的过渡时差差值是否在预设第三差值范围内，在一个示例中，预设第三差值范围为-3～3ms，即当首次测试的过渡时差差值或第N次测试的过渡时差差值不在-3～3ms内时，则说明有载分接开关的切换时序状态存在切换缺陷；当判断首次测试的过渡时差差值或第N次测试的过渡时差差值在-3～3ms内时，则执行下一步；
需要说明的是，首次测试与第N次测试中的B相与C相的判断过程均与A相一致，在此不再赘述。
步骤五：根据步骤三中计算得到的各相的首次测试的累计过渡时差计算不同相间的对应切换步骤的首次测试的累计过渡时差差值，还根据步骤三中计算得到的各相的第N次测试的累计过渡时差计算不同相间的对应切换步骤的第N次测试的累计过渡时差差值，判断首次测试的累计过渡时差差值和第N次测试的累计过渡时差差值中的任一差值是否在预设第四差值范围内，具体包括：当判断首次测试的累计过渡时差差值和第N次测试的累计过渡时差差值中的任一差值不在预设第四差值范围内时，则判断被测有载分接开关200的切换时序状态存在切换缺陷。
在本实施例中，由步骤3可得，不同相间的相同切换步骤的首次测试的累计过渡时差差值可计算分别为{(TA10+△TA10)—(TB10+△TB10)}、{(TA10+△TA10)—(TC10+△TC10)}、{(TA10+△TA10+△TA20)—(TB10+△TB10+△TB20)}、{(TA10+△TA10+△TA20)—(TC10+△TC10+△TC20)}···{(TB10+△TB10+△TB20+△TB30+△TB40+△TB50)—(TC10+△TC10+△TC20+△TC30+△TC40+△TC50)}，同理，不同相间的相同切换步骤的第N次测试的累计过渡时差差值可计算分别为{(TA1+△TA1)—(TB1+△TB1)}、{(TA1+△TA1)—(TC1+△TC1)}、{(TA1+△TA1+△TA2)—(TB1+△TB1+△TB2)}、{(TA1+△TA1+△TA2)—(TC1+△TC1+△TC2)}···{(TB1+△TB1+△TB2+△TB3+△TB4+△TB5)—(TC1+△TC1+△TC2+△TC3+△TC4+△TC5)}，判断上述A相对应的首次测试的累计过渡时差差值和第N次测试的累计过渡时差差值中的任一差值是否在预设第四差值范围内，在一个示例中，预设第四差值范围为-3～3ms，即当首次测试的过渡时差差值或第N次测试的过渡时差差值不在-3～3ms内时，则说明有载分接开关的切换时序状态存在切换缺陷；当判断首次测试的过渡时差差值或第N次测试的过渡时差差值在-3～3ms内时，则说明有载分接开关的切换时序状态不存在切换缺陷，可继续使用。
需要说明的是，首次测试与第N次测试中的B相与C相的判断过程均与A相一致，在此不再赘述。
在本实施例中，通过采集触头切换时产生的暂态波动信号，从而可记录暂态波动信号的采集时刻，并计算各切换步骤相应的过渡时差，然后根据首次测试的过渡时差与不同期的第N次测试的过渡时差设置四种不同的数据对比方式，并根据四种数据对比方式可以判断有载分接开关的切换时序状态是否存在切换缺陷，从而实现了对有载分接开关的切换时序状态进行检测，也提高了对有载分接开关的切换时序状态检测的准确性。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种有载分接开关切换时序检测方法，其特征在于，包括直流电源、采集装置与计算机，所述直流电源与被测有载分接开关的任一相连接构成电流回路，用于向所述被测有载分接开关提供直流电流；所述采集装置与所述被测有载分接开关的任一相连接构成检测回路，用于采集所述被测有载分接开关中各触头按预设切换步骤进行切换从而产生的暂态波动信号；所述计算机与所述采集装置电连接，用于接收所述采集装置所采集的所述暂态波动信号后进行数据处理，从而检测所述被测有载分接开关的切换时序状态；
所述进行数据处理的具体步骤包括：
步骤一：根据所述采集装置采集的所述暂态波动信号依次获取各个切换步骤分别对应的采集时刻，然后，根据所述采集时刻计算当前切换步骤相对于前一个切换步骤的过渡时差；
步骤二：根据同相间的第N次测试的过渡时差与对应相同切换步骤的首次测试的过渡时差计算第一差值， N＞1，判断所述第一差值是否在预设第一差值范围内，具体包括：当判断所述第一差值在所述预设第一差值范围内时，则判断所述被测有载分接开关的切换时序状态存在切换缺陷；当判断所述第一差值不在所述预设第一差值范围内时，则执行下一步；
步骤三：根据所述首次测试的过渡时差和所述第N次测试的过渡时差分别计算同相内的切换步骤的首次测试的累计过渡时差和第N次测试的累计过渡时差，然后，根据所述首次测试的累计过渡时差与同相对应的所述第N次测试的累计过渡时差计算第二差值，判断所述第二差值是否在预设第二差值范围内，具体包括：当判断所述第二差值在所述预设第二差值范围内时，则判断所述被测有载分接开关的切换时序状态存在切换缺陷；当判断所述第二差值不在所述预设第二差值范围内时，则执行下一步；
步骤四：根据所述首次测试的过渡时差和所述第N次测试的过渡时差分别计算不同相的相同切换步骤的首次测试的过渡时差差值和第N次测试的过渡时差差值，判断所述首次测试的过渡时差差值和所述第N次测试的过渡时差差值中的任一差值是否在预设第三差值范围内，具体包括：当判断所述首次测试的过渡时差差值和所述第N次测试的过渡时差差值中的任一差值在所述预设第三差值范围内时，则判断所述被测有载分接开关的切换时序状态存在切换缺陷；当判断所述首次测试的过渡时差差值和所述第N次测试的过渡时差差值中的任一差值不在所述预设第三差值范围内时，则执行下一步；
步骤五：根据所述步骤三中计算得到的各相的所述首次测试的累计过渡时差计算不同相间的对应切换步骤的首次测试的累计过渡时差差值，还根据所述步骤三中计算得到的各相的所述第N次测试的累计过渡时差计算不同相间的对应切换步骤的第N次测试的累计过渡时差差值，判断所述首次测试的累计过渡时差差值和所述第N次测试的累计过渡时差差值中的任一差值是否在预设第四差值范围内，具体包括：当判断所述首次测试的累计过渡时差差值和所述第N次测试的累计过渡时差差值中的任一差值不在所述预设第四差值范围内时，则判断所述被测有载分接开关的切换时序状态存在切换缺陷。
2.根据权利要求1所述的有载分接开关切换时序检测方法，其特征在于，所述被测有载分接开关的调压侧与所述直流电源的输出侧电连接，所述被测有载分接开关的中性点侧与所述直流电源的输入侧电连接。
3.根据权利要求1所述的有载分接开关切换时序检测方法，其特征在于，所述预设第一差值范围为-2～2ms。
4.根据权利要求1所述的有载分接开关切换时序检测方法，其特征在于，所述预设第二差值范围为-3～3ms。
5.根据权利要求1所述的有载分接开关切换时序检测方法，其特征在于，所述预设第三差值范围为-3～3ms。
6.根据权利要求1所述的有载分接开关切换时序检测方法，其特征在于，所述预设第四差值范围为-3～3ms。
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