[发明专利]基于波形特征识别的断路器状态检测方法

说明书

本发明公开了一种基于波形特征识别的断路器状态检测方法，其特征是采集正常工况断路器分合闸电流信号，并分解为若干固有模式函数分量；将前三阶固有模式函数分量相加构成去噪信号，并表示于笛卡尔坐标系中；在电流波形上等间距选取特征点；连接坐标原点与各特征点，组成波形特征向量集合；利用相同步骤对实际断路器电流信号进行计算，得到波形特征向量集合；定义向量集合相似度并比较两特征向量集合，根据向量集合相似度判断断路器状况。本发明可以实现断路器故障的高效、准确诊断，能有效去除电流信号中的噪声干扰，消除波形特征提取不准确对结果判定的影响，提高计算准确度及效率。

技术领域

本发明涉及电力设备状态检测方法，尤其是涉及一种基于分合闸电流波形的断路器状态检测方法。

背景技术

随着城市规模的扩大和用电量的增长，电网越来越庞大，单位人员所管辖的配电网设备数量急剧增加，因此提高电网运行效率和现场劳动生产率，开展电网设备状态检修，转变电网设备运行管理模式迫在眉睫。

电网开关设备是数量最庞大的电网设备，断路器是最复杂、最重要的开关设备，被广泛用于发电厂、变电站、开关站及用电线路上。断路器的安全稳定运行，不仅可以有效限制短路电流从而降低故障电流产生的电热效应，而且对提高整个电力系统的安全稳定性有重要意义。

断路器随着动作次数的增加，其故障概率也显著增加。60％-70％的断路器缺陷或故障是由断路器机构缺陷造成的，包括：机构卡涩、油脂凝固、弹簧老化、慢分慢合、连杆传动轴断裂和机构拒动等。

目前常用的断路器故障检测包括红外检测，以及局部放电检测，这类检测方式可以较好地实现断路器在线监测。但其仅仅针对电接触缺陷和绝缘介质缺陷进行诊断，对断路器机构故障尚不能进行有效检测。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种基于波形特征识别的断路器状态检测方法，利用采集获得的断路器分合闸电流信号，通过识别并对比正常与故障时的电流波形，从而对断路器状态进行高效、准确检测。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明基于波形特征识别的断路器状态检测方法的特点是包括如下步骤：

步骤1、采集一段正常工况下断路器的正常分合闸电流信号x(t)；

步骤2、将电流信号x(t)分解为m个固有模式函数分量IMF，即：

x(t)＝∑c_i(t)+r_i(t)；

其中，c_i(t)为电流信号x(t)的一个IMF分量，i＝1,…,m；r_i(t)为差值信号；

步骤3、将前p阶IMF分量相加，p≤m，构成去噪后的电流信号z(t)为：

步骤4、对于所述电流去噪信号z(t)进行分析，得到正常工况下断路器的分合闸电流信号特征向量集X为：是与正常分合闸电流信号的特征向量所对应的特征点的坐标；

步骤5、针对现场实际工况进行信号采集，获得被测断路器的分合闸电流信号，按照与步骤2～步骤4的相同方式获得实际工况下被测断路器的电流信号特征向量集Y为：是与被测断路器的分合闸电流信号的特征向量所对应的特征点的坐标；

步骤6、计算获得向量集合相似度d为：

其中，k为特征向量的个数，j＝1，2…k；

若d值大于或等于0.9，判断被测断路器与正常工况下断路器的分合闸电流信号波形相似，现场实际工况为正常工况，被测断路器为正常；