断路器健康状态评估方法、装置、设备及存储介质与流程

本技术涉及电力设备监测，具体涉及一种断路器健康状态评估方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、高压断路器作为电力系统关键控制与保护装置，设备健康状态直接关乎电网运行可靠性。断路器长期经受分合闸操作、机械应力与环境侵蚀，易发生机构磨损、部件老化、机械特性劣化等隐性缺陷，累积后易引发拒动、误动故障。现有断路器检修和状态评估方式因存在针对性差、过度检修与漏检问题导致无法实时精准判定设备健康水平。

技术实现思路

1、提供一种断路器健康状态评估方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有断路器检修和状态评估方式存在针对性差、过度检修或漏检导致无法实时精准判定设备健康水平的问题。

2、第一方面，提供一种断路器健康状态评估方法，包括：

3、将断路器运行特征参数的额定数据和/或预先设定数据作为基准特征参数，并将所述基准特征参数配置为模型文件，建立特征参数模型；

4、将断路器动作过程中运行特征参数的实际采样数据确定为所述断路器的实际特征参数；

5、将所述实际特征参数与所述特征参数模型进行比较，在比较结果满足预设执行条件的情况下，计算所述断路器的健康状态指标；

6、其中，所述断路器运行特征参数包括断路器开关侧的运行特征参数和断路器储能电机侧的运行特征参数，所述断路器的健康状态指标包括开关侧健康状态指标和储能电机侧健康状态指标。

7、在其中一些设计方式中，所述基准特征参数包括断路器开关侧的分合闸基准速度、分合闸基准时间、分合闸额定电流、分合闸阈值电流和触头阈值位移中的至少一项，以及断路器储能电机侧的储能基准时间、储能电机额定电流和储能电机阈值电流中的至少一项。

8、在其中一些设计方式中，所述建立特征参数模型，还包括：

9、基于所述分合闸基准时间、所述分合闸额定电流和所述分合闸阈值电流，确定断路器开关侧的第一电流基准积分值以及第一电流积分值阈值；

10、基于所述分合闸基准时间和所述触头阈值位移，确定断路器开关侧的位移积分值阈值；

11、基于所述储能基准时间、所述储能电机额定电流和所述储能电机阈值电流，确定断路器储能电机侧的第二电流基准积分值以及第二电流积分值阈值；

12、将所述第一电流基准积分值、所述第一电流积分值阈值、所述位移积分值阈值、所述第二电流基准积分值以及所述第二电流积分值阈值确定为基准特征参数，并将所述基准特征参数配置为模型文件，得到所述特征参数模型。

13、在其中一些设计方式中，所述断路器的实际特征参数包括断路器开关侧的分合闸采样速度、分合闸采样时间、分合闸采样电流、触头实际位移、分合闸电流采样时间间隔和位移采样时间间隔中的至少一项，以及断路器储能电机侧的储能采样时间、储能电机采样电流和储能电机电流采样时间间隔中的至少一项。

14、在其中一些设计方式中，所述断路器的实际特征参数还包括断路器开关侧的第一电流采样积分值、位移采样积分值以及断路器储能电机侧的第二电流采样积分值；

15、其中，获取所述第一电流采样积分值包括：

16、针对所述分合闸采样电流，以自出现首个非零采样值起至出现连续3个零值采样值止作为第一采样区间，基于所述第一采样区间内的采样点数目和分合闸电流采样时间间隔确定第一时间跨度；

17、基于所述第一时间跨度内所采样的所述分合闸采样电流之和与所述分合闸电流采样时间间隔，确定断路器开关侧的第一电流采样积分值；

18、获取所述位移采样积分值包括：

19、针对所述触头实际位移，以自出现首个非零采样值起至出现连续3个零值采样值止作为第二采样区间，基于所述第二采样区间内的采样点数目和位移采样时间间隔确定第二时间跨度；

20、基于所述第二时间跨度内所采样的所述触头实际位移之和与所述位移采样时间间隔，确定断路器开关侧的位移采样积分值；

21、获取所述第二电流采样积分值包括：

22、针对所述储能电机采样电流，以自出现首个非零采样值起至出现连续3个零值采样值止作为第三采样区间，基于所述第三采样区间内的采样点数目和储能电机电流采样时间间隔确定第三时间跨度；

23、基于所述第三时间跨度内所采样的所述储能电机采样电流之和与所述储能电机电流采样时间间隔，确定断路器储能电机侧的第二电流采样积分值。

24、在其中一些设计方式中，所述将所述实际特征参数与所述特征参数模型进行比较，包括：

25、将所述实际特征参数的值与所述特征参数模型中对应的基准特征参数的预设临界范围进行比较；

26、和/或，所述预设执行条件为：

27、各所述实际特征参数的值均位于所述特征参数模型中对应的基准特征参数的预设临界范围内。

28、在其中一些设计方式中，所述实际特征参数包括断路器开关侧的分合闸采样时间、分合闸采样速度、触头实际位移、第一电流采样积分值和位移采样积分值，以及断路器储能电机侧的储能采样时间和第二电流采样积分值；

29、所述基准特征参数包括断路器开关侧的分合闸基准时间、分合闸基准速度、触头阈值位移、第一电流积分值阈值和位移积分值阈值，以及断路器储能电机侧的储能基准时间和第二电流积分值阈值；

30、所述将所述实际特征参数的值与所述特征参数模型中对应的基准特征参数的预设临界范围进行比较，包括：

31、确定所述分合闸采样时间的值是否位于所述分合闸基准时间对应的第一预设临界范围内；

32、确定所述分合闸采样速度的值是否位于所述分合闸基准速度对应的第二预设临界范围内；

33、确定所述储能采样时间的值是否位于所述储能基准时间对应的第三预设临界范围内；

34、确定所述触头实际位移的值是否位于所述触头阈值位移对应的第四预设临界范围内；

35、确定所述第一电流采样积分值是否位于所述第一电流积分值阈值对应的第五预设临界范围内；

36、确定所述位移采样积分值是否位于所述位移积分值阈值对应的第六预设临界范围内；

37、确定所述第二电流采样积分值是否位于所述第二电流积分值阈值对应的第七预设临界范围内。

38、在其中一些设计方式中，所述基准特征参数包括断路器开关侧的分合闸阈值电流、分合闸基准时间和第一电流基准积分值，以及断路器储能电机侧的储能电机阈值电流、储能基准时间和第二电流基准积分值；

39、所述在比较结果满足预设执行条件的情况下，计算所述断路器的健康状态指标，包括：

40、获取所述第一时间跨度内所述分合闸采样电流大于所述分合闸阈值电流的第一采样点数目，以及所述第三时间跨度内所述储能电机采样电流大于所述储能电机阈值电流的第二采样点数目；

41、基于所述第一电流采样积分值、所述第一电流基准积分值、所述第一时间跨度、所述分合闸基准时间、所述第一采样点数目以及给定分合闸峰值电流允许采样点数目进行综合加权计算，得到开关侧健康状态指标；

42、基于所述第二电流采样积分值、所述第二电流基准积分值、所述第三时间跨度、所述储能基准时间、所述第二采样点数目以及给定储能电机峰值电流允许采样点数目进行综合加权计算，得到储能电机侧健康状态指标。

43、在其中一些设计方式中，在进行所述综合加权计算时，断路器开关侧和断路器储能电机侧分别配置有积分权重系数、时间权重系数和峰值权重系数，所述积分权重系数、所述时间权重系数与所述峰值权重系数之和为1，且所述积分权重系数、所述时间权重系数和所述峰值权重系数之间满足预设比例关系。

44、在其中一些设计方式中，所述积分权重系数、所述时间权重系数和所述峰值权重系数之间满足6：5：k；

45、且，在所述第一采样点数目小于或等于所述给定分合闸峰值电流允许采样点数目的情况下，断路器开关侧的k取值为1；在所述第二采样点数目小于或等于所述给定储能电机峰值电流允许采样点数目的情况下，断路器储能电机侧的k取值为1；

46、在所述第一采样点数目大于所述给定分合闸峰值电流允许采样点数目且小于所述给定分合闸峰值电流允许采样点数目与设定常量之和的情况下，断路器开关侧的k取值为所述第一采样点数目与所述给定分合闸峰值电流允许采样点数目之差；在所述第二采样点数目大于所述给定储能电机峰值电流允许采样点数目且小于所述给定储能电机峰值电流允许采样点数目与设定常量之和的情况下，断路器储能电机侧的k取值为所述第二采样点数目与所述给定储能电机峰值电流允许采样点数目之差；

47、在所述第一采样点数目大于所述给定分合闸峰值电流允许采样点数目与设定常量之和的情况下，断路器开关侧的k取值为，表示第一采样点数目，表示给定分合闸峰值电流允许采样点数目，为设定常量且不为零；在所述第二采样点数目大于所述给定储能电机峰值电流允许采样点数目与设定常量之和的情况下，断路器储能电机侧的k取值为，表示第二采样点数目，表示给定储能电机峰值电流允许采样点数目，为设定常量且不为零。

48、在其中一些设计方式中，在比较结果未满足预设执行条件的情况下，判定所述断路器的状态异常，触发生成告警信号，并将所述断路器的健康状态指标置为零。

49、在其中一些设计方式中，在得到所述开关侧健康状态指标和所述储能电机侧健康状态指标之后，所述断路器健康状态评估方法还包括：

50、在所述开关侧健康状态指标和所述储能电机侧健康状态指标中的至少一者小于或等于第一预设比例的情况下，判定所述断路器的状态异常，并触发生成告警信号；

51、在所述开关侧健康状态指标和所述储能电机侧健康状态指标均大于第一预设比例，且其中至少一者小于第二预设比例的情况下，触发生成检修提示信号；

52、在所述开关侧健康状态指标和所述储能电机侧健康状态指标均大于或等于第二预设比例的情况下，判定所述断路器的状态良好；

53、其中，所述第一预设比例小于所述第二预设比例。

54、在其中一些设计方式中，在得到所述断路器动作过程中运行特征参数的实际采样数据之后，所述断路器健康状态评估方法还包括：

55、基于所述断路器动作过程中运行特征参数的实际采样数据生成采样录波文件；

56、其中，所述采样录波文件为标准comtrade格式且包括cfg文件和dat文件。

57、第二方面，还提供一种断路器健康状态评估装置，包括：

58、参数模型构建模块，被配置为将断路器运行特征参数的额定数据和/或预先设定数据作为基准特征参数，并将所述基准特征参数配置为模型文件，建立特征参数模型；

59、实际参数确定模块，被配置为将断路器动作过程中运行特征参数的实际采样数据确定为所述断路器的实际特征参数；

60、健康状态评估模块，被配置为将所述实际特征参数与所述特征参数模型进行比较，在比较结果满足预设执行条件的情况下，计算所述断路器的健康状态指标；

61、其中，所述断路器运行特征参数包括断路器开关侧的运行特征参数和断路器储能电机侧的运行特征参数，所述断路器的健康状态指标包括开关侧健康状态指标和储能电机侧健康状态指标。

62、第三方面，还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的断路器健康状态评估方法。

63、第四方面，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的断路器健康状态评估方法中的步骤。

64、本技术将断路器运行特征参数的额定数据和/或预先设定数据作为基准特征参数，建立特征参数模型，将断路器动作过程中运行特征参数的实际采样数据确定为断路器的实际特征参数，并将实际特征参数与特征参数模型进行比较。与仅依赖人工巡检、定期试验或单个运行参数进行状态判断的方式相比，本技术能够将断路器实际动作过程与对应的基准运行状态建立关联，综合反映断路器当前运行状态。同时，在比较结果满足预设执行条件的情况下，计算断路器健康状态指标。由此，能够在基础运行特征参数正常的前提下，对断路器动作过程中的电流积分、动作时间和峰值电流等特征进行综合评估，得到可量化的健康状态指标，提高健康状态评估结果的准确性和针对性。