本發(fā)明涉及斷路器分閘電流實時采集方法，特別涉及一種用于投切電容器電抗器的SF6斷路器分閘電流實時采集與處理方法。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電網(wǎng)容量的迅速增加，電力系統(tǒng)對供電可靠性的要求越來越高。電力設(shè)備是電力系統(tǒng)的基本元件，是保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)。高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的高壓開關(guān)設(shè)備，它在電網(wǎng)中起著控制和保護(hù)的雙重作用，若高壓斷路器發(fā)生故障會引起大面積停電，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

目前，投切變電站電容器電抗器主要有SF6斷路器和真空斷路器，SF6斷路器用于頻繁投切無功設(shè)備（特別是投切電容器組），存在電壽命低、回路電阻上升的問題。而采用真空斷路器用于頻繁投切電容器組電壽命雖較長，但在某些情況下可能存在重燃和過電壓問題， 且高壓斷路器作為投切無功設(shè)備較普通使用投切更為頻繁，所以保證變電站投切無功設(shè)備的高壓斷路器的可靠性顯得更為迫切。

然而，直接基于繼電保護(hù)測量用電流互感器構(gòu)建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)存在以下嚴(yán)重不足：1）受制于傳統(tǒng)電流互感器特性，測量范圍只能在斷路器的額定電流及以下進(jìn)行測量，不足以滿足斷路器開斷瞬間分閘電流沖擊大的要求；2）傳統(tǒng)電流互感器絕緣等級的限制，只能運(yùn)用在帶有良好絕緣的線路中運(yùn)行；3）在SF6斷路器開斷時，往往運(yùn)行電流大于額定電流，而傳統(tǒng)電流互感器因磁飽和會造成嚴(yán)重發(fā)熱，對電力系統(tǒng)帶來安全隱患；4）實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采樣頻率無法滿足斷路器剩余電壽命分析預(yù)警的需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于投切電容器電抗器的SF6斷路器分閘電流實時采集與處理方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。

主動配電網(wǎng)孤島劃分混合整數(shù)規(guī)劃模型的建模方法，包括以下步驟：

用于投切電容器電抗器的SF6斷路器分閘電流實時采集與處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、構(gòu)建SF6斷路器分閘電流采集拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

步驟2、對分閘電流進(jìn)行錄波；

步驟3、數(shù)據(jù)分相處理；

步驟4、利用SPI和I²C作數(shù)據(jù)存儲；

步驟5、通過光電轉(zhuǎn)換傳輸?shù)胶喜卧?/p>

步驟1中所述拓?fù)錂C(jī)構(gòu)分為3層機(jī)構(gòu)：數(shù)據(jù)采集層、信息傳輸層和分析判斷層。數(shù)據(jù)采集層在斷路器下游安裝光電互感器作為采集單元，實時采集斷路器分閘電流；信息傳輸層通過光纖將多路信息匯集到合并單元；分析判斷層則是以預(yù)警系統(tǒng)軟件為中心，分析預(yù)警斷路器剩余電壽命。

步驟2分閘電流錄波的觸發(fā)來自于斷路器輔助觸點。具體而言，對光電互感器的電信號進(jìn)行濾波、積分、A/D轉(zhuǎn)換并存儲；監(jiān)控高壓斷路器輔助觸點，判斷高壓斷路器開、合信息，以此時間點確定捕捉開、合瞬時電流值并進(jìn)行錄波。

步驟3所述分相數(shù)據(jù)處理指A、B、C三相積分信號經(jīng)過特定電阻形成電壓信號回傳，進(jìn)入系統(tǒng)采集裝置進(jìn)行獨(dú)立處理，對輸出信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。

步驟4所述信號存儲分為I2C及SPI兩種總線形式。由于高壓斷路器開斷電流持續(xù)時間很短，選擇SPI存儲芯片滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚傩?，同時考慮系統(tǒng)的可靠性I2C總線滿足正常信息通訊及只接收SPI芯片內(nèi)高壓斷路器開斷、關(guān)合瞬時數(shù)據(jù)存取，兩路相互配合。

步驟5所述合并單元，通過光電轉(zhuǎn)換可接收多路電流信號，最終合并單元將該信號數(shù)據(jù)通過RS485/RS232傳輸?shù)焦た胤?wù)器供預(yù)警系統(tǒng)軟件分析處理。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和有益效果：

第一、本發(fā)明使用寬范圍測量的電流互感器安裝在SF6斷路器輸出端監(jiān)測實時暫態(tài)電流，不受繼電保護(hù)測量用電力互感器特性制約，為斷路器剩余電壽命評估所用數(shù)據(jù)作好準(zhǔn)備；在SF6斷路器開斷時，運(yùn)行電流大于傳統(tǒng)電流互感器額定電流，不會因磁飽和會造成嚴(yán)重發(fā)熱給電力系統(tǒng)帶來安全隱患；

第二、本發(fā)明使用調(diào)理電路，包括：放大電路、積分電路、AD轉(zhuǎn)換電路、控制電路及存儲電路處理實時電流信號；監(jiān)控斷路器輔助觸點，判斷斷路器開、合信息，以此時間點確定捕捉開、合瞬時電流值，并對輸出信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；

第三、本發(fā)明使用光纖通訊方式將數(shù)字信號回傳到控制室，不受絕緣等級限制，對線路絕緣性沒有任何要求；

第四、本發(fā)明所采用的分相數(shù)據(jù)處理方法，能大幅減少光纖敷設(shè)，節(jié)約成本；信號存儲分為I2C及SPI兩種總線形式，兼顧高性能和可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的流程圖;

圖2為本發(fā)明實施例的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)展示;

圖3為本發(fā)明實施例的分閘電流采集。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例

本發(fā)明用于投切電容器電抗器的SF6斷路器分閘電流實時采集與處理方法流程，如圖1所示，包括以下步驟：

步驟1、構(gòu)建SF6斷路器分閘電流采集拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為3層：數(shù)據(jù)采集層、信息傳輸層和分析判斷層。數(shù)據(jù)采集層在斷路器下游安裝光電互感器作為采集單元，實時采集斷路器分閘電流；信息傳輸層通過光纖將多路信息匯集到合并單元；分析判斷層則是以預(yù)警系統(tǒng)軟件為中心，分析預(yù)警斷路器剩余電壽命。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1。

步驟2、分閘電流錄波的觸發(fā)來自于斷路器輔助觸點。具體而言，對光電互感器的電信號進(jìn)行濾波、積分、A/D轉(zhuǎn)換并存儲；監(jiān)控高壓斷路器輔助觸點，判斷高壓斷路器開、合信息，以此時間點確定捕捉開、合瞬時電流值并進(jìn)行錄波。采集單元結(jié)合高壓斷路器輔助觸點實時捕捉其開、合瞬時電流值，被捕捉的光電互感器的電氣信號經(jīng)過濾波，放大后由采集單元內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換電路處理，輸出電壓范圍為0～10V的模擬電壓信號，但要求進(jìn)入ARM芯片的電壓范圍為0～2.5V，所以需經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換電路將電壓轉(zhuǎn)換為0～2.5V。采樣頻率設(shè)置為：100KHz，供STM32進(jìn)行采樣處理。

步驟3、將A、B、C三相積分信號經(jīng)過特定電阻形成電壓信號回傳，進(jìn)入系統(tǒng)采集裝置進(jìn)行獨(dú)立處理，對輸出信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。

步驟4、信號存儲分為I2C及SPI兩種總線形式。由于高壓斷路器開斷電流持續(xù)時間很短，選擇SPI存儲芯片滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚傩?，同時考慮系統(tǒng)的可靠性I2C總線滿足正常信息通訊及只接收SPI芯片內(nèi)高壓斷路器開斷、關(guān)合瞬時數(shù)據(jù)存取，兩路相互配合。

步驟5、通過光電轉(zhuǎn)換可接收多路電流信號，最終合并單元將該信號數(shù)據(jù)通過RS485/RS232傳輸?shù)焦た胤?wù)器供預(yù)警系統(tǒng)軟件分析處理。

采集到的SF6斷路器分閘電流如圖3所示。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。