[發明專利]基于在線監測的高壓斷路器機械特性故障幾率監測方法及系統

有效

• 申請號: 201310226128.5
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103323771A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 王成友;張勇;程新功;劉燦東;郭兆靜;任宏偉;宗西舉;郝朝陽
• 申請（專利權）人: 濟南大學;山東泰開自動化有限公司
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭華清

技術領域

本發明具體涉及一種基于在線監測的高壓斷路器機械特性故障幾率監測方法及系統。

背景技術

斷路器在電網中起著至關重要的作用，是對電力系統進行有效控制的關鍵設備，隨著社會和經濟的發展，對電力系統的安全性、可靠性提出了更高的要求，但是在供、配電系統中由于斷路器故障所導致的非計劃停電事故約占電力系統停電事故總量的60%以上，是影響電力系統安全性、可靠性的主要因素之一。高壓斷路器機械特性故障概括起來可分為三類（不包括絕緣系統故障）：

1）儲能系統故障，包括儲能機構故障和儲能電機故障。

2）合閘系統故障，包括誤合、拒合或卡滯（合閘機構故障、合閘二次回路故障）、觸頭磨損過大、合閘時間或速度異常、三相不同期等。

3）分閘系統故障，包括誤分、拒分或卡滯（分閘機構故障、分閘二次回路故障）、分閘時間或速度異常、三相不同期等。

提高斷路器的可靠性除加強設計制造環節外，研究機械特性故障的預測方法也是十分必要的，然而在傳統變電站領域，由于沒有足夠的斷路器機械特性監測數據，因此無法進行有效的故障預測，對斷路器進行計劃檢修是各級電力公司主要的應對措施。近年來，隨著智能電網的建設，變電站實現了智能化，在智能變電站中一次設備在線監測系統得到了廣泛應用，其中斷路器機械特性在線監測裝置能夠采集儲能電機電流曲線、分合閘線圈電流曲線、分合閘行程曲線等數據，這也為斷路器機械特性故障預測提供了可能性。隨著在線監測系統的應用，人們對所獲得的機械特性數據進行了各種算法研究，包括斷路器震動聲波的EMD和SVM算法分析、機械特性數據的D-S證據理論分析等，這些方法主要是對故障發生后的機械特性數據進行研究，并未給出故障早期的判斷和預警。

發明內容

為了解決現有技術存在的缺點，本發明提供了一種基于在線監測的高壓斷路器機械特性故障幾率監測方法及系統。

為實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

基于在線監測的高壓斷路器機械特性故障幾率監測方法，包括以下步驟：

1）斷路器出廠檢驗時，在線監測系統讀取斷路器正常情況下的機械特性曲線，并計算正常特征值，包括儲能電機啟動延時、儲能電機電流峰值、平均值、儲能時間、分合閘線圈電流平均值、分合閘線圈電流持續時間、分合閘行程、三相分合閘行程啟動最大時間差、分合閘速度，正常特征值存儲在實時數據庫和文件系統中。

2）斷路器現場投運時，在線監測系統實時讀取斷路器動作情況下的機械特性曲線，計算斷路器動作時在線監測各特征值，包括儲能電機啟動延時、儲能電機電流峰值、平均值、儲能時間、分合閘線圈電流平均值、分合閘線圈電流峰值個數、分合閘線圈電流持續時間、分合閘行程、三相分合閘行程啟動最大時間差、分合閘速度。

3）在線監測系統分別計算各特征值所表征的故障幾率，包括儲能電機故障幾率、分閘故障幾率、合閘故障幾率。

4）計算斷路器在線監測總故障幾率，斷路器在線監測總故障幾率為步驟(3)計算出的故障幾率之和：

F＝F_M+F_F+F_H

其中：F為斷路器在線監測總故障幾率，F_M、F_F、F_H分別為儲能電機、分閘、合閘的故障幾率。

5）在線監測系統根據步驟4)得到的故障幾率大小,判斷是否報警；當故障幾率≥報警閾值時，則在線監測系統產生故障報警信號，當故障幾率＜報警閾值時，則在線監測系統不產生故障報警信號。

步驟(3)所述的儲能電機故障幾率包括A相、B相、C相儲能電機故障幾率，其中單相儲能電機故障幾率的監測方法：