基于力信號處理的斷路器機械特性研究.pdf

1、斷路器是電力系統(tǒng)中重要電力設備，對電網有控制調度作用，又有保護作用。它的可靠性對電力系統(tǒng)的可靠性有重要影響，受到電力系統(tǒng)各部門的關注，對斷路器進行檢修是保證斷路器可靠性的重要途徑。目前，狀態(tài)檢修是斷路器檢修的重要發(fā)展方向。狀態(tài)檢修利用傳感器技術、計算機技術、信號處理等技術，對斷路器進行實時參數(shù)監(jiān)測與處理，判斷斷路器的實時工作狀態(tài)及狀態(tài)趨勢，在斷路器發(fā)生故障前進行檢修，做到預防性維修。為了實現(xiàn)斷路器狀態(tài)檢修，斷路器機械特性的在線監(jiān)測是非常

2、重要的內容。本文主要對VS1真空斷路器機械特性的在線監(jiān)測進行了系統(tǒng)研究，提出了以力傳感器和信號處理技術為基礎的準確測量剛分剛合點的方法，并以此為基礎實現(xiàn)完整的斷路器機械特性的在線監(jiān)測。
　　本文首先對現(xiàn)有斷路器在線監(jiān)測參數(shù)進行了總結分析，明確了斷路器機械特性在線監(jiān)測的重要性，并提出為了實現(xiàn)斷路器機械特性的在線監(jiān)測必須準確測量斷路器剛分剛合點。為了解決剛分剛合點的準確測量問題，論文在綜合比較基礎上提出了通過觸頭力測量和信號分析處理相

3、結合的基本方案。
　　為了驗證力傳感器測量剛分剛合點的可行性，論文首先建立了VS1斷路器機械結構完整的ADAMS仿真模型，通過對仿真結果的分析，得出了在力傳感器信號中包含了斷路器剛分剛合點的基本信息，斷路器剛分剛合時刻與斷路器絕緣拉桿上的力信號突變存在明確的對應關系，為進一步通過信號處理的方式捕獲剛分剛合點奠定了重要基礎。
　　然后針對斷路器觸頭系統(tǒng)與拉桿結構的特點，設計了專用的力傳感器及其配套的信號調理電路。在專用力傳感器

4、研制完成的基礎上，設計了包括主回路通斷測量、力信號測量同時在內的斷路器機械特性測試系統(tǒng)，即可實現(xiàn)傳統(tǒng)的離線機械特性測量，又可實現(xiàn)在線力信號的測量獲得機械特性，同時通過實際力信號與仿真力信號的對比分析，驗證了仿真分析的正確性，即現(xiàn)實力信號中，斷路器剛分剛合時刻與斷路器絕緣拉桿上的力信號突變確實存在明確的對應關系。
　　在實際獲取力信號的基礎上，為了從力信號中獲取剛分剛合時刻，論文在綜合分析各種處理方法的基礎上，提出了小波包分解與重構

5、的信號處理方案，實現(xiàn)了力信號中剛分剛合時刻的提取計算。通過對力信號處理結果與傳統(tǒng)離線測量結果的對比分析發(fā)現(xiàn)，以力傳感器信號為基礎測量的斷路器剛分剛合時刻的誤差小于0.2ms，更進一步論證以力信號實現(xiàn)斷路器機械特性在線測量的可行性。
　　最后，論文設計了完整的以力傳感器信號為基礎的監(jiān)測單元的軟件和硬件系統(tǒng)，實現(xiàn)了斷路器機械特性位移測量、速度測量、開距測量、超行程測量，并實現(xiàn)了斷路器控制回路動作時間和控制回路波形的診斷分析，構成了完整