本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)高壓設備的監(jiān)測領域，涉及sf6斷路器觸頭剛分剛合點的監(jiān)測與顯示，特別涉及一種多傳感器融合的斷路器剛分剛合點監(jiān)測方法、裝置及設備。

背景技術：

1、高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開關設備，它能夠開斷與閉合正常線路與故障線路，主要用于電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時自動切斷系統(tǒng)的短路電流。高壓斷路器由開斷部分、操動和傳動部分和絕緣部分三部分組成。操動機構主要用來使斷路器準確地合閘和分閘，其機械特性的監(jiān)測過程中剛分剛合點的判斷起著關鍵作用?，F(xiàn)有斷路器的機械特性測量主要是出廠時的質量檢測，而現(xiàn)場運行中的斷路器機械狀態(tài)難以判斷。現(xiàn)有運行的斷路器剛分剛合點的測量主要是通過線路的電氣量進行判斷，而大電流高電壓帶來的預擊穿與重燃現(xiàn)象和頻繁的開斷操作造成的觸頭燒蝕會影響斷路器實際的剛分剛合點的測量，從而影響斷路器的機械特性的監(jiān)測。

2、現(xiàn)有技術方法一般利用電流互感器采集的斷路器動作時的二次側交流電流，記錄a、b和c相中任意一相的交流電流數(shù)據(jù)集，計算斷路器動作閾值，判斷此刻斷路器是分閘還是合閘狀態(tài)，從而判斷剛分和剛合點。采集斷路器絕緣拉桿上的加速度傳感器的數(shù)據(jù)，對加速度數(shù)據(jù)進行去噪處理。得到加速度曲線數(shù)據(jù)，對加速度曲線數(shù)據(jù)進行積分處理，得到動觸頭位移曲線數(shù)據(jù)，對加速度曲線數(shù)據(jù)進行特征提取，得到剛合剛分位置，利用剛合位置、剛分位置、動觸頭速度曲線數(shù)據(jù)以及動觸頭位移曲線數(shù)據(jù)確定監(jiān)測數(shù)據(jù)，輸出監(jiān)測數(shù)據(jù)。單一傳感器的物理數(shù)據(jù)比較容易偏移難以矯正，導致剛分剛合點的測量效果較差。

3、另外，高壓斷路器作為電力系統(tǒng)中最重要的開關設備，其動作特性的穩(wěn)定性和準確性直接關系到整個電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行。目前國內都采用離線例行試驗及操作對斷路器進行定期檢修，這種有計劃的預防性檢修盲目性大，頻繁的操作及拆卸反而會影響斷路器的可靠性，剛分剛合點的實時監(jiān)控十分必要。

4、綜上，現(xiàn)有技術存在著如下問題：

5、第一，現(xiàn)有技術中，外部環(huán)境的變化對斷路器的動作特性影響較大，只根據(jù)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)，而不與斷路器出廠時的數(shù)據(jù)進行比對，缺乏對斷路器變化過程的監(jiān)測；

6、第二，單個傳感器的數(shù)據(jù)可能受到傳感器質量、老化腐蝕和溫度漂移等因素的影響，從而造成傳感器數(shù)據(jù)失真的問題和缺陷。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的，在于提供一種多傳感器融合的斷路器剛分剛合點監(jiān)測方法、裝置及設備，能夠實現(xiàn)對斷路器變化過程的監(jiān)測，提高剛分剛合點判斷的準確性。

2、為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

3、一種多傳感器融合的斷路器剛分剛合點監(jiān)測方法，包括，

4、獲取斷路器觸頭的振動信號，確定第一剛分剛合點；

5、獲取斷路器電磁鐵線圈電流，確定第二剛分剛合點；

6、獲取斷路器主軸的分合閘角位移，確定第三剛分剛合點；

7、對所述第一-第三剛分剛合點進行自適應加權融合，獲取剛分剛合時刻；

8、將所述剛分剛合時刻與斷路器的標定數(shù)據(jù)進行比對，若差值超過漂移閾值則進行報警。

9、其中，獲取斷路器觸頭的振動信號，確定第一剛分剛合點，包括，

10、利用設置于斷路器操動系統(tǒng)機架側的振動傳感器獲取斷路器觸頭的振動信號；

11、對所述振動信號進行短時傅里葉變換，提取滿足振動閾值范圍的振動信號所對應的振動提取時刻；

12、基于所述振動提取時刻，加上固定時間差，得到斷路器分合閘時刻，即為第一剛分剛合點。

13、其中，對所述振動信號進行短時傅里葉變換，包括，

14、對所述振動信號進行預處理，減去合閘前的直流分量，消除零點漂移；然后進行短時傅里葉變換。

15、其中，獲取斷路器電磁鐵線圈電流，確定第二剛分剛合點，包括，

16、利用連接于斷路器分合閘線圈處的電流傳感器采集電磁鐵線圈電流；

17、獲取電磁鐵線圈電路由0突變?yōu)榉?的時刻，即為第二剛分剛合點。

18、其中，獲取斷路器主軸的分合閘角位移，確定第三剛分剛合點，包括，

19、利用設置于斷路器主軸的角位移傳感器獲取斷路器主軸的分合閘角位移；

20、基于所述分合閘角位移，繪制分合閘角位移-時間曲線，進而得到動觸頭-時間特性曲線；

21、根據(jù)所述動觸頭-時間特性曲線，獲取動觸頭受力開始加速的時刻，即為第三剛分剛合點。

22、其中，對所述第一-第三剛分剛合點進行自適應加權融合，獲取剛分剛合時刻，包括，

23、確定第一-第三剛分剛合點的權重ρi＝αi+βi；所述權重ρi包括加權因子αi和加權因子βi，i＝1,2,3分別對應第一-第三剛分剛合點，其中，由第i剛分剛合點所對應的數(shù)據(jù)獲取裝置的固有誤差決定，由第i剛分剛合點所對應的數(shù)據(jù)獲取裝置的歷史采樣數(shù)據(jù)誤差決定；

24、基于權重ρi對所述第一-第三剛分剛合點進行加權融合，t01,t02,t03分別表示第一-第三剛分剛合點，獲取斷路器的剛分剛合時刻。

25、一種多傳感器融合的斷路器剛分剛合點監(jiān)測裝置，包括，

26、第一剛分剛合點確定模塊，被配置為獲取斷路器觸頭的振動信號，確定第一剛分剛合點；

27、第二剛分剛合點確定模塊，被配置為獲取斷路器電磁鐵線圈電流，確定第二剛分剛合點；

28、第三剛分剛合點確定模塊，被配置為獲取斷路器主軸的分合閘角位移，確定第三剛分剛合點；

29、剛分剛合時刻獲取模塊，被配置為對所述第一-第三剛分剛合點進行自適應加權融合，獲取斷路器的剛分剛合時刻；

30、分析模塊，被配置為將所述剛分剛合時刻與斷路器的標定數(shù)據(jù)進行比對，獲取差值；以及，

31、報警模塊，被配置為在所述差值超過漂移閾值時進行報警。

32、一種計算機設備，包括存儲器、處理器，以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序；所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如前所述的多傳感器融合的斷路器剛分剛合點監(jiān)測方法的步驟。

33、一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序；所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如前所述的多傳感器融合的斷路器剛分剛合點監(jiān)測方法的步驟。

34、采用上述方案后，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明綜合了多種傳感器的多種物理量數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)預處理并自適應加權融合可得到剛分剛合時刻。本發(fā)明綜合歷史數(shù)據(jù)、出廠試驗和傳感器的偏差，并通過相應的硬件與軟件結構進行了系統(tǒng)的架構，達到了消除時空環(huán)境誤差的效果，使剛分剛合點的判斷更加準確。

技術特征：

1.一種多傳感器融合的斷路器剛分剛合點監(jiān)測方法，其特征在于：包括，

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：獲取斷路器觸頭的振動信號，確定第一剛分剛合點，包括，

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于：對所述振動信號進行短時傅里葉變換，包括，

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于：獲取斷路器電磁鐵線圈電流，確定第二剛分剛合點，包括，

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于：獲取斷路器主軸的分合閘角位移，確定第三剛分剛合點，包括，

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于：對所述第一-第三剛分剛合點進行自適應加權融合，獲取剛分剛合時刻，包括，

7.一種多傳感器融合的斷路器剛分剛合點監(jiān)測裝置，其特征在于：包括，

8.一種計算機設備，包括存儲器、處理器，以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序；其特征在于：所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如權利要求1至6任一項所述的多傳感器融合的斷路器剛分剛合點監(jiān)測方法的步驟。

9.一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序；其特征在于：所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權利要求1至6任一項所述的多傳感器融合的斷路器剛分剛合點監(jiān)測方法的步驟。

技術總結
本發(fā)明公開一種多傳感器融合的斷路器剛分剛合點監(jiān)測方法、裝置及設備，獲取斷路器觸頭的振動信號，確定第一剛分剛合點；獲取斷路器電磁鐵線圈電流，確定第二剛分剛合點；獲取斷路器主軸的分合閘角位移，確定第三剛分剛合點；對所述第一?第三剛分剛合點進行自適應加權融合，獲取剛分剛合時刻；將所述剛分剛合時刻與斷路器的標定數(shù)據(jù)進行比對，若差值超過漂移閾值則進行報警。本發(fā)明能夠實現(xiàn)對斷路器變化過程的監(jiān)測，提高剛分剛合點判斷的準確性。

技術研發(fā)人員：李浩,龍啟,王加磊,楊旭,鄧勁東,鞠翔,黃劍湘,張子聰,劉鵬,孫豪,何照能,趙世偉,劉中明,李少森,敬官欣,巫思源
受保護的技術使用者：中國南方電網(wǎng)有限責任公司超高壓輸電公司昆明局
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2