一种开关柜断路器操作系统合闸线圈状态分析方法与流程

1.本发明属于设备监控领域，尤其涉及一种用于开关柜断路器操作系统合闸线圈状态的分析方法。


背景技术：

2.配电网是直接与用户相连的电网，是我国电网的重要组成部分。
3.当前配电网大量使用开关柜作为变电设备，开关柜中的断路器则起到了开关作用，是完成负荷转换、故障切除、保护控制的重要设备，其安全运行关系着整个配电网的安全运行。
4.开关柜断路器操作机构通过分合闸线圈控制进行断路器触头的操作，实现电路的分合功能。
5.在长期的运行中，可能会出现分合闸线圈积污导致的阻值变大，将会导致分合闸线圈铁芯运动受阻，线圈长时间通电，有可能导致线圈损坏，从而影响其正常工作，分合闸线圈故障是断路器操作结构的常见缺陷。
6.授权公告日为2018.12.28，授权公告号为cn 105242199 b的发明专利，公开了“一种高压断路器分合闸线圈状态的实时诊断方法及装置”，包括在高压断路器运行过程中，当高压断路器发生分合闸时采集高压断路器在分合闸过程中的分合闸线圈电流并生成分合闸线圈电流-时间曲线，计算分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积作为实测特征量，根据实测特征量是否在预设的特征量正常范围之内来确定高压断路器的分合闸线圈状态；装置包括和前述方法步骤完全对应的分合闸检测模块、实测特征量检测模块和分合闸线圈状态分析模块。本发明可准确判断出断路器分合闸线圈状态，为评价断路器机构状态和制定检修决策提供依据、使用方便、可在不停电的情况下测试分合闸线圈电流、提高供电可靠性。
7.但是，该技术方案的实施，需要依赖于生成的分合闸线圈电流-时间曲线，计算分合闸线圈电流-时间曲线的包围面积作为实测特征量，根据实测特征量是否在预设的特征量正常范围之内来确定高压断路器的分合闸线圈状态，这实际上就涉及到了图像面积计算和图形比较功能，需要比较大的实时计算量和数据处理能力，进而需要具有比较高计算和数据处理能力的高速计算机和专用图形处理卡，实施成本较高，不利于推广普及和低成本实施。


技术实现要素：

8.本发明所要解决的技术问题是提供一种开关柜断路器操作系统合闸线圈状态分析方法。其只需对合闸线圈的电流波形时长进行统计、分析，即可实现对线圈状态的诊断，提出了一种简单易行的分析方法，具有易于现场实施，分析准确，实施成本低廉的特点。
9.本发明的技术方案是：提供一种开关柜断路器操作系统合闸线圈状态分析方法，其特征是包括下列步骤：
10.首先，获得开关柜断路器操作过程中的合闸线圈电流波形；
11.其次，计算、记录合闸线圈电流的第一波波形的持续时间；
12.然后，通过分析合闸线圈电流的第一波波形持续时间，进行断路器合闸线圈的状态分析；通过合闸线圈电流波形的持续时间进行分析，实现对线圈状态的诊断。
13.具体的，首先记录刚投运时开关柜断路器操作过程中的合闸线圈电流波形，计算、记录合闸线圈电流的第一波波形的持续时间；然后，对于投入运行一端时间后的合闸线圈电流的第一波波形的持续时间进行计算、记录；通过比较两者之间的时间差的大小，进而推算出合闸线圈电阻值的大小，通过合闸线圈电阻值的比较，来实现对线圈状态的诊断。
14.进一步的，所述的合闸线圈电流波形仅计算第一波持续时间。
15.具体的，当合闸线圈电流第一波的波形持续时间大于刚投运时持续时间的5％时，判定有轻微故障；当合闸线圈电流第一波的波形持续时间大于刚投运时持续时间的10％时，判定有严重故障。
16.与现有技术比较，本发明的优点是：
17.本发明的技术方案，只需通过对合闸线圈电流波形的时间长短进行分析，即可实现对线圈状态的诊断，无需进行大量的数据和图形的处理，具有易于现场实施，分析准确，实施成本低廉的特点。
附图说明
18.图1是本发明的方法流程方框示意图；
19.图2a是开关柜合闸线圈无故障的电流波形图；
20.图2b是合闸线圈电阻为10ω的波形电流波形图。
具体实施方式
21.下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
22.如图1所示，本发明的技术方案，提供了一种开关柜断路器操作系统合闸线圈状态分析方法，包括如下步骤，首先获得开关柜断路器操作过程中的合闸线圈电流波形，其次计算电流波形第一波的持续时间，然后通过分析电流波形第一波的持续时间，进行断路器合闸线圈的状态分析。其通过合闸线圈电流波形的时间长短分析，实现对线圈状态的诊断，无需进行大量的数据和图形的处理，具有易于现场实施，分析准确，实施成本低廉的特点。
23.实施例：
24.如某型号开关柜正常合闸时的电流波形如图2a所示，合闸电流波形呈现三个波峰形式，定义当第一个波下降到波谷时，其距离零点的时间t2为电流波形第一波持续时间。
25.当合闸线圈不存在故障时，电流波形第一波持续时间为21ms；当合闸回路存在10ω电阻时，电流波形第一波持续时间为23ms(见图2b中所示)。明显地，电流第一波的持续时间，反应了合闸回路的阻值大小状态。
26.所以，通过记录和统计电流波形第一波的持续时间，即可方便地判断出合闸回路的阻值大小及合闸回路的状态。
27.由于整个分析过程中，只是涉及到时间长短的数据记录和时长比较，因此只需简单的测时、记录和数据大小的比较，即采用示波器、简单计时装置和人工统计、分析，即可完成相关的统计、比较和分析工作，无需高性能计算机的参与，进而极大程度低降低了实施成
本，便于在现场开展、实施。
28.因此首先通过合闸线圈电流传感器获得断路器操作过程中的何在线圈电流波形，然后计算电流波形第一波持续时间，将此时的计算结果与开关柜刚投入运行(简称刚投运)时的计算结果进行对比，当电流波形第一波持续时间大于刚投运时持续时间的5％时认为有轻微故障，大于10％时认为有严重故障。
29.本发明的技术方案，通过对合闸线圈电流波形第一波的持续时间进行统计、分析，即可判断出合闸回路的阻值大小及合闸回路的状态，无需高性能计算机的参与，进而极大程度低降低了实施成本，便于在现场开展、实施。
30.本发明可广泛用于各种开关柜断路器操作系统合闸线圈的状态监控领域。


技术特征：
1.一种开关柜断路器操作系统合闸线圈状态分析方法，其特征是包括下列步骤：首先，获得开关柜断路器操作过程中的合闸线圈电流波形；其次，计算、记录合闸线圈电流的第一波波形的持续时间；然后，通过分析合闸线圈电流的第一波波形持续时间，进行断路器合闸线圈的状态分析，通过合闸线圈电流波形的持续时间进行分析，实现对线圈状态的诊断。2.按照权利要求1所述的开关柜断路器操作系统合闸线圈状态分析方法，其特征是所述的分析方法，首先记录刚投运时开关柜断路器操作过程中的合闸线圈电流波形，计算、记录合闸线圈电流的第一波波形的持续时间；然后，对于投入运行一端时间后的合闸线圈电流的第一波波形的持续时间进行计算、记录；通过比较两者之间的时间差的大小，推算合闸线圈电阻值的大小，通过合闸线圈电阻值的比较，来实现对线圈状态的诊断。3.按照权利要求1或2所述的开关柜断路器操作系统合闸线圈状态分析方法，其特征是所述的合闸线圈电流波形仅计算第一波持续时间。4.按照权利要求1过2所述的开关柜断路器操作系统合闸线圈状态分析方法，其特征是当合闸线圈电流第一波的波形持续时间大于刚投运时持续时间的5％时，判定有轻微故障；当合闸线圈电流第一波的波形持续时间大于刚投运时持续时间的10％时，判定有严重故障。

技术总结
一种开关柜断路器操作系统合闸线圈状态分析方法，属监控领域。首先获得开关柜断路器操作过程中的合闸线圈电流波形；计算、记录合闸线圈电流的第一波波形的持续时间；通过分析刚投运时以及现在的合闸线圈电流第一波的波形持续时间，进行断路器合闸线圈的状态分析；通过合闸线圈电流波形的持续时间进行分析，实现对线圈状态的诊断。其只需对合闸线圈的电流波形时长进行分析，即可实现对线圈状态的诊断，简单易行，具有易于现场实施，分析准确，实施成本低廉的特点。可广泛用于各种开关柜断路器操作系统合闸线圈的状态监控领域。器操作系统合闸线圈的状态监控领域。器操作系统合闸线圈的状态监控领域。


技术研发人员：张翔 周谷亮 曹培 樊全胜 陈冠 仇式鹍 高熙 范丽君 袁辉 施开发 丁诗捷 刘淑英
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司
技术研发日：2022.11.17
技术公布日：2023/3/10