基于特征點的斷路器操作機構(gòu)線圈電流曲線重構(gòu)方法
【專利摘要】基于特征點的斷路器操作機構(gòu)線圈電流曲線重構(gòu)方法。斷路器是電力系統(tǒng)重要的一次設(shè)備，斷路器性能的可靠性直接影響電力系統(tǒng)運行的可靠性，而斷路器操作機構(gòu)機械故障為主要故障類型，因此對斷路器操作機構(gòu)機械故障進(jìn)行診斷是非常重要的。本發(fā)明方法包括：（ 1 ）監(jiān)測獲取斷路器操作機構(gòu)正常運行及各種可能故障情況下分合閘線圈電流的原始數(shù)據(jù)，提取原始數(shù)據(jù)的 6 個特征點，即線圈電流參數(shù) { I0
，
I1
，
I2
，
I3
，
I4
，
I5 } 和對應(yīng)的時間參數(shù) { t0
，
t1
，
t2
，
t3
，
t4
，
t5 } ；（ 2 ）斷路器操作機構(gòu)線圈電流曲線重構(gòu)。本發(fā)明用于重構(gòu)斷路器操作機構(gòu)分合閘線圈電流曲線。
【專利說明】基于特征點的斷路器操作機構(gòu)線圈電流曲線重構(gòu)方法
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】： 本發(fā)明涉及一種基于特征點的斷路器操作機構(gòu)線圈電流曲線重構(gòu)方法。
[0002]

【背景技術(shù)】： 斷路器是電力系統(tǒng)重要的一次設(shè)備，斷路器性能的可靠性直接影響電力系統(tǒng)運行的 可靠性，而斷路器的可靠性主要取決于其操作機構(gòu)的可靠性，且斷路器操作機構(gòu)機械故障 為主要故障類型，因此對斷路器操作機構(gòu)機械故障進(jìn)行診斷是非常重要的。斷路器操作機 構(gòu)機械故障的診斷可以通過測量斷路器的多種機械參數(shù)來完成，其中分合閘線圈電流信號 是重要的監(jiān)測參數(shù)之一。斷路器操作機構(gòu)分合閘電磁鐵線圈的電流波形中含有很多狀態(tài) 信息，如鐵芯運動機構(gòu)有無卡滯、脫扣、釋能機構(gòu)負(fù)載變化的情況，斷路器是否發(fā)生偷跳、拒 動、誤動等運行狀態(tài)。
[0003] 但由于各生產(chǎn)廠家在進(jìn)行斷路器操作機構(gòu)性能測試時，所用的斷路器監(jiān)測系統(tǒng)各 不相同，得到的原始數(shù)據(jù)格式也可能不同，有些生產(chǎn)廠家只提供具有幾個關(guān)鍵特征點的測 試報告給用戶，用戶得不到整個斷路器操作機構(gòu)分合閘線圈電流曲線的電子數(shù)據(jù)文檔，因 此目前技術(shù)限制了對斷路器操作機構(gòu)運行狀態(tài)的進(jìn)一步分析，所以對線圈電流波形進(jìn)行重 構(gòu)在某些情況下是很有必要的。
[0004]


【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明的目的是提供一種高壓斷路器操作機構(gòu)分合閘線圈電流曲線重構(gòu)方法。
[0005] 上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)： 一種基于特征點的斷路器操作機構(gòu)線圈電流曲線重構(gòu)方法，該方法包括如下步驟： (1) 根據(jù)斷路器操作機構(gòu)動作特性測試設(shè)備檢測得到操作機構(gòu)分合閘線圈電流的波形 曲線，通過分析斷路器操作機構(gòu)分合閘線圈電流波形變化情況，波形曲線具有6個拐點，把 波形曲線分為5個變化階段，從曲線上提取這6個拐點數(shù)據(jù)作為曲線的特征點數(shù)據(jù)，即線圈 電流參數(shù)Uy 心，心，心，和對應(yīng)的時間參數(shù)（V b G G k zU ; (2) 斷路器操作機構(gòu)分合閘線圈電流曲線重構(gòu)： 通過分析斷路器操作機構(gòu)分合閘線圈電流波形變化情況，斷路器操作機構(gòu)分合閘線圈 電流每個階段的曲線形成用一個曲線函數(shù)表示，下面根據(jù)6個特征點參數(shù)分5個階段對斷 路器操作機構(gòu)分合閘線圈電流曲線進(jìn)行重構(gòu)： 階段4的曲線重構(gòu)方法：通過分析階段4的曲線形成過程，建立對應(yīng)的近似曲線函數(shù)關(guān) 系，根據(jù)提取的特征點（G厶)和（~厶)，得出Q和心，帶入其近似曲線函數(shù)，完成階段4的 曲線重構(gòu)； 階段1的曲線重構(gòu)方法：通過分析階段1的曲線形成過程，建立對應(yīng)的近似曲線函數(shù)關(guān) 系，其中，c7、&表示電磁鐵鐵芯在第一個階段的運動過程中線圈電流波形變化情況下的曲 線參數(shù)，通過帶入特征點參數(shù)（V /,)和（G /,)求取C7和&，帶入其近似曲線函數(shù)，完成階 段1的曲線重構(gòu)； 階段2的曲線重構(gòu)方法：通過分析階段2的曲線形成過程，建立對應(yīng)的近似曲線函數(shù)關(guān) 系，其中，込表示電磁鐵鐵芯在第二個階段的運動過程中線圈電流波形變化情況下的曲 線參數(shù)，通過帶入提取的特征點（b /,)和（G厶）可以得出G和込，帶入其近似曲線函數(shù)， 完成階段2的曲線重構(gòu)； 階段3的曲線重構(gòu)方法：通過分析階段3的曲線形成過程，建立對應(yīng)的近似曲線函數(shù)關(guān) 系，其中，&和&表示電磁鐵鐵芯在第三個階段的運動過程中，線圈電流波形變化情況 下的曲線參數(shù)，通過帶入提取的特征點（心厶）和厶)，得出G和心，帶入其近似曲線函 數(shù)，完成階段3的曲線重構(gòu)； 階段5的曲線重構(gòu)方法：通過分析階段5的曲線形成過程，建立對應(yīng)的近似曲線函數(shù)關(guān) 系j = c5f + i>5 ，其中，心表示電磁鐵鐵芯在第五個階段的運動過程中線圈電流波形變 化情況下的曲線參數(shù)，通過帶入提取的特征點（心厶）和（G厶)，得出^和心，帶人其近似 曲線函數(shù)，完成階段5的曲線重構(gòu)； 通過分別對上述對5個階段斷路器操作機構(gòu)線圈電流的曲線重構(gòu)，完成整個斷路器操 作機構(gòu)線圈電流的曲線重構(gòu)。
[0006] 所述的基于特征點的斷路器操作機構(gòu)分合閘線圈電流曲線重構(gòu)方法，所述的階段 1的曲線重構(gòu)是在t(Ttl時間段，斷路器操作機構(gòu)分合閘線圈在&時刻通電，線圈中有電流 通過，由于此時電流不夠大,所產(chǎn)生的磁通不夠大，電磁鐵產(chǎn)生的電磁力未達(dá)到鐵芯動作的 動作值，所以此階段電磁線圈通電，但鐵芯不動，線圈電感為常數(shù)，線圈電流按指數(shù)規(guī)律上 升，階段1的時間與控制電源電壓及線圈電阻參數(shù)有關(guān)，其微分方程近似為指數(shù)函數(shù)曲線。
[0007] 所述的基于特征點的斷路器操作機構(gòu)線圈電流曲線重構(gòu)方法，所述的階段2的曲 線重構(gòu)是在tl~t2時間段，^時刻，線圈電流增加到所產(chǎn)生的電磁力能克服鐵芯自身重力、 運動摩擦力和彈簧反力等阻力而帶動鐵芯動作，隨著鐵芯的運動，磁路氣隙不斷減小，磁路 磁阻減小，線圈電抗增大，使線圈電流按指數(shù)規(guī)律下降，其微分方程近似二次函數(shù)曲線。
[0008] 所述的基于特征點的斷路器操作機構(gòu)線圈電流曲線重構(gòu)方法，所述的階段3的曲 線重構(gòu)是在t2、3時間段，^時刻，鐵芯運動速度達(dá)到最大，鐵芯運動到位，端面撞到合或 分閘鎖扣裝置停止運動，此階段鐵芯磁路磁阻不變，電抗不再增加，線圈電流又呈指數(shù)規(guī)律 上升，其微分方程近似為指數(shù)函數(shù)曲線。
[0009] 所述的基于特征點的斷路器操作機構(gòu)線圈電流曲線重構(gòu)方法，所述的階段4的曲 線重構(gòu)是在t3~t4時間段，此階段是階段3的延續(xù)，線圈電流達(dá)到近視穩(wěn)態(tài)，其方程近似為

【權(quán)利要求】
1. 一種基于特征點的斷路器操作機構(gòu)線圈電流曲線重構(gòu)方法，其特征是：該方法包括 如下步驟： (1) 根據(jù)斷路器操作機構(gòu)動作特性測試設(shè)備檢測得到操作機構(gòu)分合閘線圈電流的波形 曲線，通過分析斷路器操作機構(gòu)分合閘線圈電流波形變化情況，波形曲線具有6個拐點，把 波形曲線分為5個變化階段，從曲線上提取這6個拐點數(shù)據(jù)作為曲線的特征點數(shù)據(jù)，即線圈 電流參數(shù)心心，心，心，和對應(yīng)的時間參數(shù)（V b G G k zU ; (2) 斷路器操作機構(gòu)分合閘線圈電流曲線重構(gòu)： 通過分析斷路器操作機構(gòu)分合閘線圈電流波形變化情況，斷路器操作機構(gòu)分合閘線圈 電流每個階段的曲線形成用一個曲線函數(shù)表示，下面根據(jù)6個特征點參數(shù)分5個階段對斷 路器操作機構(gòu)分合閘線圈電流曲線進(jìn)行重構(gòu)： 階段4的曲線重構(gòu)方法：通過分析階段4的曲線形成過程，建立對應(yīng)的近似曲線函數(shù)關(guān) 系j=e4r+l?4 ,根據(jù)提取的特征點（G心)和（乃)，得出q和心帶入其近似曲線函數(shù)，完 成階段4的曲線重構(gòu)； 階段1的曲線重構(gòu)方法：通過分析階段1的曲線形成過程，建立對應(yīng)的近似曲線函數(shù)關(guān) 系yzqeb+h，其中，c7、&表示電磁鐵鐵芯在第一個階段的運動過程中線圈電流波形變 化情況下的曲線參數(shù)，通過帶入特征點參數(shù)（V /,)和/,)求取C7和&，帶入其近似曲 線函數(shù)，完成階段1的曲線重構(gòu)； 階段2的曲線重構(gòu)方法：通過分析階段2的曲線形成過程，建立對應(yīng)的近似曲線函數(shù)關(guān) 系y = c/+i2 ，其中，&、込表示電磁鐵鐵芯在第二個階段的運動過程中線圈電流波形變 化情況下的曲線參數(shù)，通過帶入提取的特征點（心/,)和厶）可以得出G和込，帶入其 近似曲線函數(shù)，完成階段2的曲線重構(gòu)； 階段3的曲線重構(gòu)方法：通過分析階段3的曲線形成過程，建立對應(yīng)的近似曲線函數(shù)關(guān) 系，其中，&和&表示電磁鐵鐵芯在第三個階段的運動過程中，線圈電流波形變化情況 下的曲線參數(shù)，通過帶入提取的特征點（心厶）和厶)，得出G和心，帶入其近似曲線函 數(shù)，完成階段3的曲線重構(gòu)； 階段5的曲線重構(gòu)方法：通過分析階段5的曲線形成過程，建立對應(yīng)的近似曲線函數(shù)關(guān) 系j = c;f + d5 ，其中，心表示電磁鐵鐵芯在第五個階段的運動過程中線圈電流波形變 化情況下的曲線參數(shù)，通過帶入提取的特征點（心厶）和（G厶)，得出^和心，帶人其近似 曲線函數(shù)，完成階段5的曲線重構(gòu)； 通過分別對上述對5個階段斷路器操作機構(gòu)線圈電流的曲線重構(gòu)，完成整個斷路器操 作機構(gòu)線圈電流的曲線重構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于特征點的斷路器操作機構(gòu)分合閘線圈電流曲線重構(gòu)方 法，其特征是：所述的階段1的曲線重構(gòu)是在t(Ttl時間段，斷路器操作機構(gòu)分合閘線圈在 心時刻通電，線圈中有電流通過，由于此時電流不夠大，所產(chǎn)生的磁通不夠大，電磁鐵產(chǎn)生 的電磁力未達(dá)到鐵芯動作的動作值，所以此階段電磁線圈通電，但鐵芯不動，線圈電感為常 數(shù)，線圈電流按指數(shù)規(guī)律上升，階段1的時間與控制電源電壓及線圈電阻參數(shù)有關(guān)，其微分 方程近似為指數(shù)函數(shù)曲線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于特征點的斷路器操作機構(gòu)線圈電流曲線重構(gòu)方法，其特 征是：所述的階段2的曲線重構(gòu)是在tl~t2時間段，^時刻，線圈電流增加到所產(chǎn)生的電磁 力能克服鐵芯自身重力、運動摩擦力和彈簧反力等阻力而帶動鐵芯動作，隨著鐵芯的運動， 磁路氣隙不斷減小，磁路磁阻減小，線圈電抗增大，使線圈電流按指數(shù)規(guī)律下降，其微分方 程近似二次函數(shù)曲線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于特征點的斷路器操作機構(gòu)線圈電流曲線重構(gòu)方法，其 特征是：所述的階段3的曲線重構(gòu)是在t2、3時間段，^時刻，鐵芯運動速度達(dá)到最大，鐵 芯運動到位，端面撞到合或分閘鎖扣裝置停止運動，此階段鐵芯磁路磁阻不變，電抗不再增 力口，線圈電流又呈指數(shù)規(guī)律上升，其微分方程近似為指數(shù)函數(shù)曲線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于特征點的斷路器操作機構(gòu)線圈電流曲線重構(gòu)方法，其特 征是：所述的階段4的曲線重構(gòu)是在t3、4時間段，此階段是階段3的延續(xù)，線圈電流達(dá)到 近視穩(wěn)態(tài)，其方程近似為
，其中表示線圈電阻大小，^表示線圈兩端的電壓大小。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于特征點的斷路器操作機構(gòu)線圈電流曲線重構(gòu)方法，其特 征是：所述的階段5的曲線重構(gòu)是在t4、5時間段，該段為電流切斷階段，此階段由于斷路 器輔助觸頭斷開直流電源，輔助觸頭間產(chǎn)生電弧并迅速拉長，電弧電壓升高，使電流減小， 直到電弧熄滅，線圈電流減小為〇,所以階段5的近似方程近似為一條直線。
【文檔編號】G01R31/327GK104360261SQ201410591368
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】景偉, 姜海洋, 陽薇, 郭志剛, 趙莉華, 榮強, 張 浩, 付榮榮 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司檢修公司