斷路器剛分剛合點(diǎn)的在線判斷裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種斷路器剛分剛合點(diǎn)的在線判斷方法的裝置，包括：設(shè)有斷路器的操作機(jī)構(gòu)，以操作機(jī)構(gòu)的底板為測(cè)量基準(zhǔn)面，且在操作機(jī)構(gòu)上設(shè)有三相位移傳感器，三相位移傳感器的傳感頭與斷路器中的絕緣拉桿通過(guò)“Z”形連接件連接。本實(shí)用新型專利技術(shù)利用三相位移傳感器采集行程信號(hào)，可以計(jì)算得到斷路器運(yùn)行的絕大多數(shù)機(jī)械參數(shù)，不需要額外的數(shù)據(jù)通道，使得裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，滿足在線監(jiān)測(cè)的要求。利用加速度零點(diǎn)判斷斷路器合閘剛分點(diǎn)，具有較高的可信度，且該方法計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單，運(yùn)算量較小，適用于在線監(jiān)測(cè)。利用小波消噪手段以及閾值限幅濾波去毛刺方法，排除干擾因素，提高了判斷方法的準(zhǔn)確度。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及電工
，尤其涉及一種斷路器剛分剛合點(diǎn)的在線判斷裝置。
技術(shù)介紹
斷路器是電力系統(tǒng)中重要的控制和保護(hù)電器，在電網(wǎng)運(yùn)行中起到控制電力線路和設(shè)備投入與退出、迅速切除故障線路、保護(hù)無(wú)故障線路正常運(yùn)行等重要作用，保障斷路器的正常工作是維持電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的定期檢修方式已不能滿足現(xiàn)代大規(guī)模電力系統(tǒng)發(fā)展的要求，需要向狀態(tài)檢修轉(zhuǎn)變。因此，能夠顯示斷路器工作狀況，具備故障 診斷功能，可以為狀態(tài)檢修提供依據(jù)的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)就顯得尤為重要。斷路器在線監(jiān)測(cè)所包含的監(jiān)測(cè)對(duì)象主要有分合閘線圈電流、儲(chǔ)能電機(jī)電流、三相觸頭電壓電流、三相位移量、觸頭溫度、局部放電、真空包真空度及斷路器工作狀態(tài)(分合、儲(chǔ)能等)等。其中三相位移量的監(jiān)測(cè)尤為重要，許多斷路器的機(jī)械特性，包括觸頭開距、接觸行程、分合閘時(shí)間、分合閘速度、合閘順序及三相不同期性等參數(shù)都是由三相位移量數(shù)據(jù)計(jì)算得來(lái)。在這些機(jī)械特性參數(shù)的計(jì)算中，斷路器剛分剛合點(diǎn)的判斷起到了關(guān)鍵的作用，是確定觸頭開距、接觸行程及三相不同期性的前提。為了提高斷路器使用壽命，保障其穩(wěn)定運(yùn)行，降低日常的維護(hù)費(fèi)用，就必須完善在線監(jiān)測(cè)的內(nèi)容和提高監(jiān)測(cè)的精度。剛分剛合點(diǎn)的判斷就是在線監(jiān)測(cè)技術(shù)中的一個(gè)重要內(nèi)容，其監(jiān)測(cè)精度對(duì)于機(jī)械特征參數(shù)有著很大的影響，同時(shí)也決定著故障診斷的可信程度。傳統(tǒng)上對(duì)于斷路器的檢測(cè)大都是在離線空載的狀態(tài)下進(jìn)行的，通過(guò)在三相觸頭上加輔助回路來(lái)完成檢測(cè)。而當(dāng)斷路器工作在在線負(fù)載狀態(tài)時(shí)，三相觸頭工作在高壓狀態(tài)，難以通過(guò)檢測(cè)回路電流來(lái)確定剛分剛合點(diǎn)，因而不能在斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中得到應(yīng)用。所以，設(shè)計(jì)一種適用于在線監(jiān)測(cè)，能準(zhǔn)確判別斷路器剛分剛合點(diǎn)的在線測(cè)量新算法成為亟需解決的課題。國(guó)內(nèi)外對(duì)于斷路器剛分剛合點(diǎn)的判別進(jìn)行了一定的研究，也產(chǎn)生了一些成果應(yīng)用于斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。傳統(tǒng)的對(duì)于斷路器分合閘剛分剛合點(diǎn)的檢測(cè)主要是通過(guò)光電編碼器來(lái)進(jìn)行，將光電編碼器安裝于操動(dòng)機(jī)構(gòu)主軸上，通過(guò)檢測(cè)轉(zhuǎn)角換算為動(dòng)觸頭的行程。利用數(shù)值微分求取各采樣點(diǎn)速度，將速度零點(diǎn)認(rèn)為是斷路器剛合點(diǎn)。其缺陷在于只能檢測(cè)斷路器主軸的轉(zhuǎn)角，無(wú)法將其轉(zhuǎn)化為三相單獨(dú)的位移量，給三相不同期性的計(jì)算帶來(lái)困難。近年來(lái)還出現(xiàn)了一種通過(guò)檢測(cè)三相合閘振動(dòng)信號(hào)，提取振動(dòng)信號(hào)特征量用來(lái)檢測(cè)剛合點(diǎn)的方法。該方法有一定的檢測(cè)精度，然而卻并不適用于10-20KV真空斷路器?？偟膩?lái)說(shuō)，舊有的檢測(cè)方案存在著檢測(cè)精度不高，檢測(cè)方案復(fù)雜等缺陷，不適應(yīng)在線監(jiān)測(cè)的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)提供了一種適用于在線監(jiān)測(cè)的斷路器剛分剛合點(diǎn)判斷裝置。本技術(shù)簡(jiǎn)單實(shí)用、計(jì)算精度相對(duì)較高；其裝置成本較低、穩(wěn)定可靠、能夠連續(xù)運(yùn)行，可滿足在線監(jiān)測(cè)關(guān)于剛分剛合點(diǎn)以及其他機(jī)械參數(shù)檢測(cè)的要求。本技術(shù)采用如下技術(shù)方案一種斷路器剛分剛合點(diǎn)的在線判斷方法的裝置，包括設(shè)有斷路器的操作機(jī)構(gòu)，以操作機(jī)構(gòu)的底板為測(cè)量基準(zhǔn)面，且在操作機(jī)構(gòu)上設(shè)有三相位移傳感器，三相位移傳感器的傳感頭與斷路器中的絕緣拉桿通過(guò)“Z”形連接件連接，使的傳感器拉桿位移能夠精確反映斷路器動(dòng)觸頭位移。選擇微型線性位移傳感器KTS-25，通過(guò)采集位移數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行斷路器剛分剛合點(diǎn)及其他機(jī)械參數(shù)的計(jì)算。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)本技術(shù)利用三相位移傳感器采集行程信號(hào)，可以計(jì)算得到斷路器運(yùn)行的絕大多數(shù)機(jī)械參數(shù)，不需要額外的數(shù)據(jù)通道，使得裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，滿足在線監(jiān)測(cè)的要求。利用加速度零點(diǎn)判斷斷路器合閘剛分點(diǎn)，具有較高的可信度，且該方法計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單，運(yùn)算量較小，適用于在線監(jiān)測(cè)。利用小波消噪手段以及閾值限幅濾波去毛刺方法，排除干擾因素，提高了判斷方法的準(zhǔn)確度。 附圖說(shuō)明圖I為本技術(shù)所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)作更進(jìn)一步的說(shuō)明。參照?qǐng)D1，一種用于實(shí)施斷路器剛分剛合點(diǎn)的在線判斷方法的裝置，包括設(shè)有斷路器11的操作機(jī)構(gòu)1，以操作機(jī)構(gòu)I的底板為測(cè)量基準(zhǔn)面4，且在操作機(jī)構(gòu)I上設(shè)有三相位移傳感器2，三相位移傳感器2與斷路器11中的絕緣拉桿111通過(guò)“Z”形連接件3連接。為了分別得到斷路器三相剛分剛合點(diǎn)的精確位置，首先就必須合理選擇傳感器的型號(hào)與安裝位置。本技術(shù)選擇微型位移傳感器，其特點(diǎn)是體積小巧，易于安裝；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功耗較低；有較高的線性與重復(fù)精度，可以保證采樣精度；采用電阻式傳感器，響應(yīng)較快，保證了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，特別適用于10-20KV真空斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本技術(shù)采用三個(gè)獨(dú)立的位移傳感器分別測(cè)量三相分合閘位移，克服了以往采用光電編碼器只能測(cè)量單相位移的缺陷。傳感器安裝在斷路器動(dòng)觸頭絕緣拉桿下方，傳感器活動(dòng)部件拉桿固定在斷路器絕緣拉桿上，外殼固定在斷路器基座上。安裝方向使傳感器與絕緣拉桿平行，故傳感器的位移可以完全反映動(dòng)觸頭本身的位移。具體安裝位置如圖I所示。三相位移傳感器所得到的信號(hào)，通過(guò)信號(hào)調(diào)理濾波電路，由A/D轉(zhuǎn)換電路將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。經(jīng)副處理器FPGA傳輸至主處理器ARM，ARM接收位移數(shù)據(jù)，將其與其他監(jiān)測(cè)量的采樣數(shù)據(jù)一起按照自定義報(bào)文格式打包，并通過(guò)以太網(wǎng)口發(fā)送至上位微機(jī)數(shù)據(jù)處理單元。上位機(jī)接收?qǐng)?bào)文，解包并建立數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。軟件算法通過(guò)MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)，通過(guò)MATLAB Builder for COM編譯器編譯生成COM組件，斷路器在線監(jiān)測(cè)軟件運(yùn)行時(shí)調(diào)用COM組件完成數(shù)據(jù)計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果以數(shù)據(jù)及圖形的形式顯示。一種適用于在線監(jiān)測(cè)的斷路器剛分剛合點(diǎn)判斷裝置算法流程如下對(duì)A、B、C三相采用相同的算法流程如下(I)讀取上位機(jī)存儲(chǔ)的三相合閘過(guò)程位移數(shù)據(jù)disA(i)i = 1、2、3........以及預(yù)先設(shè)定的配置數(shù)據(jù)，包括采樣頻率、動(dòng)觸頭實(shí)際最大位移值A(chǔ)max以及動(dòng)觸頭實(shí)際最小位移值 Amin。(2)原始數(shù)據(jù)預(yù)處理。數(shù)據(jù)在采集、傳輸、存儲(chǔ)過(guò)程中不可避免會(huì)受到一些外界的干擾，有些采樣點(diǎn)的干擾甚至相當(dāng)嚴(yán)重，對(duì)算法的計(jì)算精度產(chǎn)生了很大的影響。為了排除這些干擾，需要采取一些消噪和濾波手段。小波作為信號(hào)處理中的重要手段，在信號(hào)消噪中得到了廣泛的應(yīng)用。采用一維小波降噪方式wden，其參數(shù)選擇為選擇sym5小波；閾處理方式采用軟閾值方式，參數(shù)為Sorh = s ;閾值選擇采用最大最小值原理產(chǎn)生閾值，參數(shù)為tptr=minimaxi ;根據(jù)每一層小波分解的噪聲水平估計(jì)進(jìn)行調(diào)整Seal = mln ；5層小波分解及重構(gòu)。消噪后位移離散數(shù)據(jù)為disAl(i)，其位移曲線平滑，更加接近實(shí)際。為了消除一些較大的干擾所形成的大型突變，采用去毛刺限幅濾波算法如下比較相鄰兩采樣點(diǎn)disAl(i)與diSAl(i+l)的數(shù)值，若他們之間的差值超過(guò)了所設(shè)定的閾值O. 1，則認(rèn)為發(fā)生了突變干擾，需要舍棄該點(diǎn)的數(shù)值，用disAl(i)與diSAl(i+2)的線性插值來(lái)重構(gòu)該點(diǎn)diSAl(i+l)=(disAl(i)+disAl(i+2))/20 預(yù)處理后離散數(shù)據(jù)為 disA2(i)。(3)合閘實(shí)際位移disAs(i)、合閘起始時(shí)刻nhAl、合閘離散速度yA⑴計(jì)算。由于 位移傳感器采集的模擬信號(hào)是電壓值，所以必須利用配置數(shù)據(jù)將其轉(zhuǎn)化為實(shí)際的位移值。算法如下首先計(jì)算線性比例系數(shù)KK，表示實(shí)際位移量與所采集的信號(hào)電壓值之間的線性比例。KK = strA/ (av2-a本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種斷路器剛分剛合點(diǎn)的在線判斷裝置，包括：設(shè)有斷路器(11)的操作機(jī)構(gòu)(1)，其特征在于，以操作機(jī)構(gòu)(1)的底板為測(cè)量基準(zhǔn)面(4)，且在操作機(jī)構(gòu)(1)上設(shè)有三相位移傳感器(2)，三相位移傳感器(2)的傳感頭與斷路器(11)中的絕緣拉桿(111)通過(guò)“Z”形連接件(3)連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種斷路器剛分剛合點(diǎn)的在線判斷裝置，包括設(shè)有斷路器(11)的操作機(jī)構(gòu)⑴，其特征在于，以操作機(jī)構(gòu)(I)的底板為測(cè)量基準(zhǔn)面(4)，且在...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：梅軍，金炎，鄭建勇，戴永正，梅飛，顧宇鋒，楊賽男，錢雨，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇泰事達(dá)電氣有限公司，東南大學(xué)，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：