[发明专利]直流断路器机械开关的多断口行程一致性检测系统及方法

说明书

本发明涉及一种直流断路器机械开关的多断口行程一致性检测装置及方法，该装置包括试验系统、控制系统和测量系统；所述试验系统包括高压直流断路器，所述高压直流断路器包括多个断路器断口串联而成的高速开关；所述控制系统包括配变保护与测控单元和驱动柜，所述配变保护与测控单元通过所述驱动柜连接所述高速开关；所述测量系统包括高速摄像机、视频采集系统和计算机；所述配变保护与测控单元连接所述高速摄像机，所述高速摄像机摄取所述高速开关的视频经所述视频采集系统发送到所述计算机，所述计算机将所述高速开关的视频进行处理得到每一个断路器断口的有效开距时间。本发明可以广泛应用于高压直流输电系统中。

技术领域

本发明涉及直流输电系统断路器技术领域，特别是关于一种直流断路器机械开关的多断口行程一致性检测系统及方法。

背景技术

目前世界上已运行的直流输电系统绝大多数仍采用点对点系统，其主要原因是缺乏实用的高压直流断路器。目前当金属回路发生接地短路等较为严重的故障时，只能断开交流侧断路器，达到继电保护的目的。这样会使得故障的影响区域显著扩大，极大降低了多端直流输电系统的可靠性和灵活性。因此研制适用于直流输电系统的高压直流断路器，对于发展柔性直流输电网变得尤为重要，对提高直流输电系统的可靠性和灵活性具有重要意义。

在高压直流输电系统中，对输电线路进行关合、断开操作的开关设备被称为直流断路器。目前高压直流断路器的工作原理主要为两种：1)机械式直流断路器，针对直流输电系统无法提供类似交流断路器开断所需的过零点的特点，研究人员研发诸如：“人工电流零点法”开断原理、限制开断原理，将传统的交流断路器经过提升开断速度，应用到直流输电系统中去；2)混合式直流断路器，该种断路器综合了机械直流断路器和电力电子器件的特点而成，充分利用了机械开关的载流、绝缘能力以及固态开关的开断能力实现直流开断。正常运行时，该类断路器的电流由包含机械开关的载流转移支路承担。故障发生后，故障电流由机械开关转移至固态开关，最终由固态开关支路及吸能支路完成系统故障电流开断。

现有技术对机械开关的断口行程采用接触式传感器安装在测量对象上，通过传感器内部存在运动结构的运动反应测量对象的运动，记录传感器开始运动后的曲线。但是该测试方法缺少从驱动柜收到信号到传感器开始动作的时间，不符合日常需要。另外，在高速机构几千个G加速度情况下，接触式传感器的内部机械结构和与连杆的连接结构存在频响较低问题，传感器动作存在时间延期和测量对象停止后继续振动的情况，引入额外的误差。而且，传感器内部传动和连接结构高速冲击下也存在寿命风险低的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种直流断路器快速机械开关的多断口行程一致性检测系统及方法，能够实现从发送控制信号到快速机械开关运动到特定位置的运动信号的连续测量。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

第一方面，本发明公开的直流断路器机械开关的多断口行程一致性检测装置，该装置包括试验系统、控制系统和测量系统；

所述试验系统包括高压直流断路器，所述高压直流断路器包括多个断路器断口串联而成的高速开关；

所述控制系统包括配变保护与测控单元和驱动柜，所述配变保护与测控单元通过所述驱动柜连接所述高速开关；

所述测量系统包括高速摄像机、视频采集系统和计算机；所述配变保护与测控单元连接所述高速摄像机，所述高速摄像机摄取所述高速开关的视频经所述视频采集系统发送到所述计算机，所述计算机将所述高速开关的视频进行处理得到每一个断路器断口的有效开距时间。

上述的多断口行程一致性检测装置，优选地，所述计算机内设置有视频分析系统；所述视频分析系统以设定较慢速度重新播放所述高速开关的视频，并以像素为基础进行曲线处理，得到每一个断路器断口的有效开距时间。

上述的多断口行程一致性检测装置，优选地，所述视频分析系统的具体处理过程包括：