[發明專利]基于波形特征識別的斷路器狀態檢測方法

有效

• 申請號: 201610908008.7
• 申請日: 2016-10-18
• 公開（公告）號: CN106526468B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 李賓賓;柯艷國;田宇;羅沙;朱勝龍;朱太云;楊為;程登峰;葉劍濤
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網安徽省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

本發明公開了一種基于波形特征識別的斷路器狀態檢測方法，其特征是采集正常工況斷路器分合閘電流信號，并分解為若干固有模式函數分量；將前三階固有模式函數分量相加構成去噪信號，并表示于笛卡爾坐標系中；在電流波形上等間距選取特征點；連接坐標原點與各特征點，組成波形特征向量集合；利用相同步驟對實際斷路器電流信號進行計算，得到波形特征向量集合；定義向量集合相似度并比較兩特征向量集合，根據向量集合相似度判斷斷路器狀況。本發明可以實現斷路器故障的高效、準確診斷，能有效去除電流信號中的噪聲干擾，消除波形特征提取不準確對結果判定的影響，提高計算準確度及效率。

技術領域

本發明涉及電力設備狀態檢測方法，尤其是涉及一種基于分合閘電流波形的斷路器狀態檢測方法。

背景技術

隨著城市規模的擴大和用電量的增長，電網越來越龐大，單位人員所管轄的配電網設備數量急劇增加，因此提高電網運行效率和現場勞動生產率，開展電網設備狀態檢修，轉變電網設備運行管理模式迫在眉睫。

電網開關設備是數量最龐大的電網設備，斷路器是最復雜、最重要的開關設備，被廣泛用于發電廠、變電站、開關站及用電線路上。斷路器的安全穩定運行，不僅可以有效限制短路電流從而降低故障電流產生的電熱效應，而且對提高整個電力系統的安全穩定性有重要意義。

斷路器隨著動作次數的增加，其故障概率也顯著增加。60％-70％的斷路器缺陷或故障是由斷路器機構缺陷造成的，包括：機構卡澀、油脂凝固、彈簧老化、慢分慢合、連桿傳動軸斷裂和機構拒動等。

目前常用的斷路器故障檢測包括紅外檢測，以及局部放電檢測，這類檢測方式可以較好地實現斷路器在線監測。但其僅僅針對電接觸缺陷和絕緣介質缺陷進行診斷，對斷路器機構故障尚不能進行有效檢測。

發明內容

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足，提供一種基于波形特征識別的斷路器狀態檢測方法，利用采集獲得的斷路器分合閘電流信號，通過識別并對比正常與故障時的電流波形，從而對斷路器狀態進行高效、準確檢測。

本發明為解決技術問題采用如下技術方案：

本發明基于波形特征識別的斷路器狀態檢測方法的特點是包括如下步驟：

步驟1、采集一段正常工況下斷路器的正常分合閘電流信號x(t)；

步驟2、將電流信號x(t)分解為m個固有模式函數分量IMF，即：

x(t)＝∑c_i(t)+r_i(t)；

其中，c_i(t)為電流信號x(t)的一個IMF分量，i＝1,…,m；r_i(t)為差值信號；

步驟3、將前p階IMF分量相加，p≤m，構成去噪后的電流信號z(t)為：

步驟4、對于所述電流去噪信號z(t)進行分析，得到正常工況下斷路器的分合閘電流信號特征向量集X為：是與正常分合閘電流信號的特征向量所對應的特征點的坐標；

步驟5、針對現場實際工況進行信號采集，獲得被測斷路器的分合閘電流信號，按照與步驟2～步驟4的相同方式獲得實際工況下被測斷路器的電流信號特征向量集Y為：是與被測斷路器的分合閘電流信號的特征向量所對應的特征點的坐標；

步驟6、計算獲得向量集合相似度d為：

其中，k為特征向量的個數，j＝1，2…k；

若d值大于或等于0.9，判斷被測斷路器與正常工況下斷路器的分合閘電流信號波形相似，現場實際工況為正常工況，被測斷路器為正常；