[发明专利]模拟线圈电压和线圈电流的测量

说明书

相关申请

在此描述的本公开和发明是整个系统的一部分，该系统的其他部分在其他将要与本申请同时公开的申请中被描述。除了本申请，整个系统的其他相关发明在名称为“Apparatus，Methods，And System For Role-Based Access In AnIntelligent Electronics Device(在智能电子器件中用于基于角色访问的装置、方法和系统)”(案号为214，574)和名称为“Intelligent Electronic Device WithIntegrated Pushbutton For Use In Power Substation(具有用于电力变电站的综合按钮的智能电子器件)”(案号为214，109)的申请中被描述；在此并入上述发明的公开内容。

技术领域

本发明涉及模拟线圈电压和线圈电流的测量。

背景技术

断路器被广泛地用于保护电线和设备。断路器监控通过电导体的电流，并且如果满足特定标准，断路器跳闸以中断该电流。一个这样的标准是允许流过被保护电路的最大连续电流。断路器被设计承载的最大连续电流被称为壳架额定值(frame rating)。然而，断路器可以被用于保护最大连续电流小于断路器壳架额定值的电路，在这种情况下，断路器被配置成当电流超过为断路器用于其中的特定电路建立的最大连续电流时跳闸。这被称为断路器电流额定值。显然，断路器电流额定值可以小于但不能超过壳架额定值。

在传统的断路器中，在断路器里的保护继电器的接触输出被连接到断路器的线圈，其又用于使电力线跳闸，停止通过断路器流到负载的电流的流动。经常经受诸如振荡、冲击、高压和感应负载电弧的严酷操作条件的断路器对于提供电流到最终负载的操作是关键的器件。由于断路器经受的严酷操作条件，上述平均故障率很难被维持，必须持续地利用人力来保证电力系统和传输到最终负载的功率的可用性。流过断路器DC跳闸线圈的电流的波形的信号分析可以被用于检测断路器的跳闸机构的结构变化。通常，跳闸线圈电流的波形高度地可重复，波形的变化通常是跳闸机构的机械特性或跳闸线圈的电气特性已经改变的初始信号。

尽管有设计的专门器件用于测量断路器线圈的电压和电流，但是没有测量断路器线圈的电压和电流并执行信号分析以检测指示进展性故障的变化的保护继电器。我们知道，在电路保护领域的先前工作都包括数字检测存在于接触输出的电流和电压，并且，在这种情况下，运用数字测量提供接触输入的正确操作的反馈，对断路器线圈状况的诊断没有影响。

在线断路器状况监测有许多潜在的优点，例如，提高服务可靠性，更高的设备可利用性，更长的设备寿命，并且最终降低维护费用。在线监控表示提高用于支撑维护的信息系统的时机。利用现代电子设备，可以持续地监控和分析参数以补充维护人员的活动。

发明内容

根据本发明的实施例，提供一种预测电力系统中断路器的故障的方法，该方法包括提供线圈信号元件；测量断路器线圈的模拟线圈电压和模拟线圈电流以确定用于断路器线圈两端的电压和流过断路器线圈的电流的时间特性基线；随着时间的变化，测量所述断路器线圈的模拟线圈电压和线圈电流以确定用于断路器线圈两端的电压和流过断路器线圈的电流的正在发生的时间特性：以及分析所述正在发生的时间特性中所述基线的任何变化。

附图说明

通过参考下述附图和详细描述，本领域技术人员将对本申请有彻底和完整的了解。

图1描述了本发明的线圈信号布线图；

图2描述了本发明的典型跳闸线圈波形。

具体实施方式

在如下的对测量模拟线圈电压和线圈电流以预测电力系统的故障的改进的描述中，请注意，利用保护继电器的接触输出来跳闸断路器线圈。该线圈是释放存储能量机构的机电螺线管，所述存储能量机构动作以打开或闭合断路器。在线圈激励的过程中，线圈两端的电压、流过线圈的电流以及相应的耗散能量将具有特殊的时间特性。通过分析在这些特性中的变化，我们发现检测各种断路器的初始故障模式并且用信号通知用户需要进行预防性的维护是可能的。

通过运用变压器隔离的DC-DC变换器和整个系统的模拟光学隔离，这些改进第一个通过执行隔离的模拟电压测量和流过接触输出并激励断路器线圈的电流测量将这个功能直接结合到接触输出中。