[发明专利]高压断路器操动机构负荷指数预测装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于断路器技术领域，特别涉及一种高压断路器操动机构负荷指数预测装置及方法。

背景技术

高压断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备。高压断路器能够开断、关合及承载运行线路的正常电流，也能在规定时间内承载、关合及开断规定的异常电流，如过载电流和短路电流。高压断路器与被保护的设备如发动机、变压器等相比价格要低很多，但断路器发生故障造成的损失，如引起其他设备的损坏和电力系统停电，比断路器本身的价值要大得多。断路器的操动机构是高压断路器的核心部件高压断路器的事故中，因操动机构故障造成的占全部故障的64.8％，其中操动机构机械故障占全部故障的43.8％。正是由于操动机构的重要性，所以研究它的运动特性及其优化设计和故障诊断被引起高度重视。弹簧操动机构是以弹簧作为动力元件对断路器进行分闸及合闸操作的操动机构。弹簧操动机构主要由储能机构、传动调节机构(凸轮机构)、合分闸锁扣、脱扣部分及联锁部分构成。由于操动机构机械系统复杂、部件众多、各部件之间的约束也多，因此能够了解断路器操动机构的状态，减少过早或不必要的停电试验和检修，做到应修则修，就可显著提高电力系统可靠性和经济性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种高压断路器操动机构负荷指数预测装置及方法，以达到提供断路器操动机构故障的检测精确、准确度及预测效率。

本发明的实施方案是这样实现的：一种高压断路器操动机构负荷指数预测装置，包括：

信号采集模块：用于采集凸轮偏角、合闸弹簧长度、分闸弹簧长度和分闸连杆位移;

A/D转换器：用于将信号采集模块采集的模拟信号转换成数字信号;

处理器：利用A/D转换后的数据对操动机构负荷指数进行计算，并将结果信号输出给变换电路;

变换电路：用于对接收到的信号进行电平和逻辑关系变换;

传输模块：用于与工控机进行数据传输。

所述信号采集模块的输出端连接A/D转换器的输入端，A/D转换器的输出端连接处理器的I/O端口，处理器经变换电路、传输模块与工控机通讯。

所述的信号采集模块还进一步包括角度传感器和位移传感器。

采用高压断路器操动机构负荷指数预测装置对操动机构负荷指数进行预测的方法，包括以下步骤：

步骤1：采集断路器的合闸时间、合闸弹簧长度、分闸连杆位移、凸轮偏角和分闸弹簧长度;

步骤2：将采集到的模拟量转换成数字量，送至处理器;

步骤3：对断路器操动机构负荷指数进行预测;

步骤3.1：利用步骤2输入的数据进行空间重构：将由合闸时间、合闸弹簧长度、凸轮偏角、分闸弹簧长度和分闸连杆长位移度组成的负荷指数时间序列X_i作为输入量，重构出表征断路器操动机构负荷指数的非线性系统的空间;

在该线性空间内，以总合闸功最小为目标，建立目标函数：

minf(Xi)=kcs(Δxcs2-Δxce2)-kos(Δxos2-Δxoe2)---(1)]]>