【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力设备故障监测，具体为一种断路器综合性能的监测方法。
技术介绍
1、随着高压交直流输变电技术和电网建设的发展，高压断路器的产品需求越来越多，运行工况越来越复杂。断路器在电力系统中担负着控制与保护的双重功能，科学、有效的对断路器进行在线监测和检修，是实现电力运行经济效益和社会效益的最佳途径。断路器综合性能监测能够提高断路器运行可靠性、提高设备的可用率，在电力系统保护领域中普遍使用。
2、申请号为“201610244895.2”的文件中公开了一种“基于加速度传感器的断路器在线监测方法、装置及系统”，该方案利用加速度传感器采集数据，去噪、积分处理得到速度和位移曲线，同时提取特征以确定刚合和刚分位置，实现电器智能监测。该方案存在如下的问题：1、只能单一测量断路器运行的机械特性，不能获取断路器的电气特性。2、普通加速度传感器的输出频率太小，数据采集不精确。申请号为“202310917209.3”的文件中公开了“一种10kv真空断路器的机械特性在线监测方法”，该方案利用角位移传感器采集角度数据，通过三角形几何关系计算触头行程，绘制合闸和分闸行程曲线，计算机械特性参数，实现真空断路器机械特性在线监测，该方案存在着如下的问题：1、只通过加速度传感器测量断路器特征不够全面、有效性较低，不能真实反映断路器分合闸的具体特征，没有体现综合性能评判的要求；2、此方案是通过采集角位移来测算断路器的线位移，误差较大。上述两种方案，都可能导致超出机构行程时间的电弧重燃和电弧过程的幅值、频谱、脉冲重复率等安全问题。
3、综
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种断路器综合性能监测方法，以解决现有技术存在的监测精度和准确度不高、有效性较低，不能满足综合性能评判的要求，导致出现运行安全的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下方法：一种断路器综合性能的监测方法，包括以下步骤：
3、步骤1：根据断路器断口的关键参数选取mems传感器、电流传感器和电压传感器，将mems传感器安装至断路器分合闸动作处，将电流传感器和电压传感器布置在断路器周围；
4、步骤2：首先通过mems传感器采集电压信号，电压信号经过积分运算得到加速度、速度以及位移指标，判断断路器机械机构的运行状况获取断路器的机械特性；通过电流传感器和电压传感器获取断路器分合闸电弧过程的暂态电气特性；然后以断路器运动行程时间及过程为基准，利用电磁信号实现高灵敏度纳秒级可靠同步触发；
5、步骤3：将机械特性与暂态电气特性在断路器综合性能在线监测系统平台进行同步对比分析，选择使用支持向量机的机器学习模型，从采集的机械特性和暂态电气特性以及其它环境数据中，提取能够反映出断路器的运行状态和健康状况的特征；
6、步骤4，将采集到的特征输入机器学习模型，根据模型的输出结果，对断路器的运行状态进行综合检测和评判，从而得到断路器的健康状况。
7、进一步的，上述步骤1中的关键参数是额定电压、最大开距和动作时间。
8、进一步的，上述步骤3中的其它环境数据的特征包括信号频谱、脉冲个数和脉冲重复率。
9、进一步的，上述步骤1中的mems传感器组件，包括传感器、模运算器、定时脉冲发生器、自检运算器、放大器、解调器、输出放大器和超限检测器，其中模运算器分别连接定时脉冲发生器、传感器、超限检测器和自检运算器，传感器的信号通过放大器经过解调器进行输出，对超量程的信号则经过超限检测器返回传感器输入，传感器放大后的信号经过自检运算器进行自检，定时脉冲发生器连接输出放大器和模运算器对测量过程进行同步控制。
10、与现有技术相比，本专利技术产生的有益效果是:
11、(1)利用电磁信号将断路器分合闸电弧过程中的暂态机械特性与电气特性同步综合测量，达到高灵敏度纳秒级可靠同步触发。
12、(2)采用超低噪声密度的电路设计能保证电力系统中断路器的稳定性,集成信号调理电子器件，可实现全静电自检和超量程指示器等功能。
13、(3)所采用的电压传感器使用氧化铝陶瓷，具有优异的绝缘性能和耐高温性能，能够有效隔离高压电场，并具备良好的机械强度。它能在几千伏至数十万伏之间的范围内工作。传感器末端安装带宽处理装置，可处理宽频率范围内的信号，适应复杂的高压信号变化。相比其他类型的传感器，优点包括高精度和稳定性，能够提供准确可靠的电压测量结果，尤其适用于高压环境下的工作。
14、(4)本专利技术采用的电流传感器内部线圈采用铁-镍合金，具有非常高的磁导率和低的磁滞。其原理是通过检测电流引起的磁场变化来测量电流。传感器末端安装信号调理装置根据实时信号特征自动调整放大倍数、滤波参数等，以优化信号质量和准确性。相比其他类型的传感器，优点在于具有较好的线性响应特性，可以在较大范围内提供准确的电流测量结果，并且在高电流范围内也不会出现饱和现象，可测量高频电流信号。
15、(5)所采用mems传感器相比传统的加速度传感器具有微型化、低功耗、高灵敏度和可靠性等优点，适用于各种嵌入式系统、移动设备和精密测量应用。
16、(6)通过将机械特性与电气特性进行同步对比分析，通过选用的支持向量机的机器学习模型得到断路器分合闸电弧过程的异常数据，准确全面评判断路器的运行状态。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种断路器综合性能的监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种断路器综合性能的监测方法，其特征在于：所述步骤1中的关键参数是额定电压、最大开距和动作时间。
3.根据权利要求2所述的一种断路器综合性能的监测方法，其特征在于：所述步骤3中的其它环境数据的特征包括信号频谱、脉冲个数和脉冲重复率。
4.根据权利要求3所述的一种断路器综合性能的监测方法，其特征在于：所述步骤1中的MEMS传感器组件，包括传感器、模运算器、定时脉冲发生器、自检运算器、放大器、解调器、输出放大器和超限检测器，其中模运算器分别连接定时脉冲发生器、传感器、超限检测器和自检运算器，传感器的信号通过放大器经过解调器进行输出，对超量程的信号则经过超限检测器返回传感器输入，传感器放大后的信号经过自检运算器进行自检，定时脉冲发生器连接输出放大器和模运算器对测量过程进行同步控制。
【技术特征摘要】
1.一种断路器综合性能的监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种断路器综合性能的监测方法，其特征在于：所述步骤1中的关键参数是额定电压、最大开距和动作时间。
3.根据权利要求2所述的一种断路器综合性能的监测方法，其特征在于：所述步骤3中的其它环境数据的特征包括信号频谱、脉冲个数和脉冲重复率。
4.根据权利要求3所述的一种断路器综合性能的监测...
【专利技术属性】
技术研发人员：成林，罗建勇，朱永灿，赵隆，陈宗让，牛博，段江，韩彦华，杨鼎革，
申请(专利权)人：国网陕西省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。