[發明專利]基于斷路器行程信號的機械特性狀態評價裝置及方法

無效

• 申請號: 201310654231.X
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103604599A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 李斌;韓洪剛;李學斌;魯旭臣;李爽;胡大偉;耿莉娜;隋東硼;張遠博
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 遼寧沈陽國興專利代理有限公司 21100
• 代理人: 何學軍

技術領域

本發明屬于斷路器技術領域，尤其涉及一種基于斷路器行程信號的機械特性狀態評價裝置及方法。

背景技術

高壓斷路器是電力系統中的重要設備之一，其運行狀態直接影響著電力系統的運行穩定性和供電可靠性。高壓斷路器主要包括機械特性、電氣特性和絕緣特性三個特性，其中斷路器機械特性的研究可反映80%以上的故障，因此，及時準確地掌握斷路器的運行狀態對于指導斷路器狀態檢修以及提高電力系統的運行可靠性均具有重要的現實意義。

目前，高壓斷路器運行狀態評估方法方面的研究非常少，在信號上主要采用多個信號的綜合評價，但反映斷路器機械特性最直接的信號是觸頭行程信號，其它信號都是間接信號，采用多信號的綜合評價很難確定其它間接信號的權重。在方法上主要是模糊綜合評價方法，該方法在一定程度上受到了主觀因素的影響，特別是在建立隸屬度函數時，由于人們認識事物的局限性，只能得到大致的隸屬度函數，這就影響了評估結果的客觀性和準確性。而在確定各評價指標權重時一般采用的是層次分析法，該方法主觀性過強，無法避免人為因素的影響。因此，對高壓斷路器機械特性的運行狀態評價方法需要進行深入的研究。

發明內容

針對現有技術中在的不足，本發明提供一種基于斷路器行程信號的機械特性狀態評價裝置及方法，其目的是減小間接信號和主觀因素的影響，提高了評價結果的準確性。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種基于斷路器行程信號的機械特性狀態評價裝置，包括斷路器；還包括行程傳感器、電壓調理元件、AD轉換元件、時鐘元件、電源元件、中央處理單元、通訊單元和狀態評價上位機。

所述的行程傳感器，根據斷路器安裝方式的不同選用高精度的角位移傳感器或直線位移傳感器；該傳感器的供電回路是和電壓調理元件連接，其工作電壓值為12V和24V兩種，信號回路與AD轉換元件連接，輸出的電壓范圍為0～5V。

所述的電壓調理元件，可為行程傳感器供電，還可以將AD轉換元件輸出的5V電壓轉換成中央處理單元能接受的3.3V電壓，并將上述兩個元件相連接。

所述的AD轉換元件主要由ADS8364芯片及其外圍電路組成。

所述的中央處理單元主要由TMS320F28335芯片及其外圍電路組成。

所述的時鐘元件與中央處理單元相連接，可為AD轉換元件提供采樣頻率。

所述的電源元件，通過中央處理單元與各元件相連接，可為整個裝置提供電源。

所述的通訊單元為RS485通信接口，將中央處理單元與狀態評價上位機相連接。

所述的狀態評價上位機，包括數據處理模塊、狀態評價模塊和結果顯示模塊；數據處理模塊采用等距五點三次平滑算法；狀態評價模塊采用基于熵權的可拓評價算法；結果顯示模塊可實現評價結果的存儲和顯示。

基于斷路器行程信號的機械特性狀態評價方法，包括以下步驟：

步驟1：采集斷路器觸頭行程信號數據；

步驟2：通過RS485通信接口將采集的數據傳到上位機；

步驟3：上位機對采集的數據進行數據平滑處理；

步驟4：基于平滑處理后的數據對斷路器的機械特性進行狀態評價，采用基于熵權的可拓評價算法；

步驟5：存入數據庫并顯示，以便維修人員及時檢修。

所述步驟4中，采用基于熵權的可拓評價算法，包括以下步驟：

步驟1：計算斷路器反映機械特性運行狀態的參數，合閘時間、分閘時間、合閘不同期性和分閘不同期性、剛合閘速度、剛分閘速度、合閘平均速度和分閘平均速度；

步驟2：建立斷路器械特性運行狀態評價體系；

步驟3：定義斷路器械特性運行狀態評價指標的相對劣化度；

步驟4：量化斷路器械特性運行狀態的評價指標；

步驟5：確定狀態評價模型待評物元；

步驟6：確定狀態評價模型經典域；

步驟7：確定狀態評價模型節典域；

步驟8：基于熵權法計算評價指標權重；

步驟9：確定待評物元與各指標等級的關聯度；

步驟10：子項目層物元評價；

步驟11：項目層物元評價；

步驟12：目標層物元評價；

步驟13：確定運行狀態等級；

步驟14：確定運行狀態的趨勢。

本發明的優點及有益效果如下：