单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定方法及系统，对所要测定的单相断路器进行数据采集，对采集的数据进行处理，根据处理结果绘制波形曲线，根据波形曲线计算出重合闸后加速保护时间thjs。
【专利说明】
单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定方法及系统
技术领域
[0001] 本发明涉及电气化铁路牵引供电技术领域。更具体地，涉及单相断路器重合闸后 加速保护时间的精确测定方法及系统。
【背景技术】
[0002] 电气化铁路牵引供电系统接触网上发生的短路故障是靠安装在牵引变电所中对 应的馈线断路器快速分闸来切除的。而在短路故障发生时，对馈线断路器的分、合闸控制， 是由相应的馈线继电保护系统来实现的。由于接触网上发生的绝大部分短路故障是瞬时性 的，所以为提高牵引供电可靠性，馈线继电保护系统往往还具有自动重合闸功能，即瞬时性 短路故障发生后，馈线保护系统控制断路器分闸以切除短路故障，经过适当延时后再控制 断路器重新合闸。如果是瞬时性短路，断路器重合闸成功，恢复供电；如果是永久性短路，重 合闸后，馈线保护系统要再次控制断路器分闸，而且这次分闸是无延时的瞬时分闸，通常将 其称作重合闸"后加速"保护分闸。对于永久性短路故障，从自动重合闸控制断路器完成合 闸的时刻起到后加速保护控制断路器完成分闸的时刻，其时间称作重合闸后加速保护时间 t hjs。重合闸后加速保护时间越短越好，时间越短，供电设备所承受的短路电流二次冲击的 破坏作用就越小，反之就越大。但实际上，由于保护的反应时间，保护出口的动作时间，断路 器的固有分闸时间等因素综合在一起，使重合闸后加速保护时间有一定的长度。所以，精确 地测定重合闸后加速保护时间，通过该时间去评估永久性短路故障对供电系统的影响破坏 程度就显的非常重要。目前，不论是离线还是在线，还没有一种方法可以实现对重合闸后加 速保护时间的精确测定。
[0003] 因此，需要提供单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定方法及系统。
【发明内容】
[0004] 本发明的一个目的在于提供单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定方法 及系统，该方法及系统能够精确确定单相断路器重合闸后加速保护时间，通过该重合闸后 加速保护时间可评估在重合闸不成功情况下，永久性短路故障对供电系统的影响破坏程 度。
[0005] 为达到上述目的，本发明中所述方法采用下述技术方案：
[0006] 单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定方法，包括：
[0007] 对单相断路器进行数据采集；
[0008] 其中，所述数据采集对象为断路器重合闸至后加速分闸过程中单相断路器合闸和 分闸控制回路的电流、电压或两者以及断路器振动和断路器动触头位移；
[0009] 对采集的数据处理；
[0010] 根据处理结果绘制随时间变化的波形曲线；
[0011] 根据波形曲线计算出重合闸后加速保护时间thjs;
[0012]其中，所述重合闸后加速保护时间tWs计算方法为：
[0013] thjs = Thf-th+tf
[0014] 其中，th为重合闸时间，tf为后加速保护分闸时间，Thf为重合闸前，合闸控制回路 电流或电压出现的时刻与后加速保护分闸前分闸控制回路电流或电压出现的时刻之间的 时间间隔。
[0015]优选的，所述数据处理为对采集的模拟信号进行滤波和模数/AD转换。
[0016] 优选的，所述重合闸时间th和后加速保护分闸时间tf基于短时能量法确定。
[0017] 为达到上述目的，本发明中所述系统采用下述技术方案：
[0018] 单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定系统，包括：
[0019] 与单相断路器一一对应设置的数据采集模块，包括:合闸和分闸控制回路的电流 传感器、电压传感器或两者以及断路器动触头位移传感器和断路器振动传感器，；
[0020] 与数据采集模块一一对应设置的第一处理模块，包括:信号调理电路和数字信号 处理器；
[0021] 第二处理模块，用于根据第一处理模块上传的信号绘制随时间变化的波形曲线；
[0022] 计算模块，用于根据绘制的波形曲线并结合短时能量法计算出重合闸后加速保护 时间thjs，计算方法为：
[0023] thjs = Thf-th+tf
[0024] 其中，th为重合闸时间，tf为后加速保护分闸时间，Thf为重合闸前，合闸控制回路 电流或电压出现的时刻与后加速保护分闸前分闸控制回路电流或电压出现的时刻之间的 时间间隔。
[0025] 优选的，所述的数据采集模块包括:一个分闸控制回路电流传感器、一个合闸控制 回路电流传感器、一个分闸控制回路电压传感器、一个合闸控制回路电压传感器、一个单相 断路器动触头拉线式位移传感器以及一个单相断路器振动传感器。
[0026] 优选的，所述第一处理模块包括:一个数字信号处理器以及与所述传感器一一对 应设置的信号调理电路。
[0027]优选的，所述第二处理模块为工控计算机。
[0028]优选的，所述第一处理模块和第二处理模块之间的信号传递采用工业现场总线 CANBUS，传输介质采用光纤且所述工业现场总线CANBUS通过CAN转以太网适配器/CANET-E 接入计算机的以太网口。
[0029] 为了使本发明所述技术方案更容易理解，下面对本发明中的一些基本定义作进一 步说明：
[0030] 断路器的触头一般采用平板对接式结构，在合闸瞬间动、静触头的碰撞会在断路 器表面产生强烈的振动，因此可以通过监测断路器合闸过程中的振动信号来确定合闸时 亥IJ。分闸操作没有触头碰撞事件，但动、静触头在分闸瞬间，由于克服来自灭弧室的自闭力， 运动连接部位产生强烈摩擦.加上电弧噪声等影响因素，在传动机构上也会产生一定的振 动。使用高灵敏度的振动传感器，安装在合适的位置就能采集到分闸振动信号，以此反映触 头的分闸时刻。
[0031] 信号调理电路功能是对传感器所采集的模拟信号进行放大、衰减、过滤、激励或冷 端补偿等操作，本发明中信号调理电路主要功能为对采集的模拟信号进行滤波。
[0032]数字信号处理器功能是将输入的模拟信号转换为数字信号，即AD转换，除此之外， 本发明中所述的数字信号处理电路另一功能在于保证各个传感器同步采集。
[0033] 本发明的有益效果如下：
[0034] 本发明所提供的单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定方法及系统，根据 传感器采集的数据，绘制波形曲线，根据该波形曲线，采用短时能量法计算出单相断路器重 合闸后加速保护时间，从而通过该时间评估在重合闸不成功情况下，永久性短路故障对供 电系统的影响破坏程度。
【附图说明】
[0035]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0036] 图1示出本发明实施例提供的单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定系统 对断路器合闸过程的录波曲线。
[0037] 图2示出本发明实施例提供的单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定系统 对断路器分闸过程的录波曲线。
[0038] 图3示出本发明实施例提供的单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定系统 对断路器重合闸至后加速分闸过程的录波曲线。
[0039] 图4示出本发明实施例提供的单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定方法 的流程图。
[0040] 图5示出本发明实施例提供的单相断路器合闸过程动触头位移、断路器振动及振 动短时能量波形图。
[0041] 图6示出本发明实施例提供的单相断路器分闸过程动触头位移、断路器振动及振 动短时能量波形图。
[0042] 图7示出本发明实施例提供的单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定系统 对馈线真空断路器:251QF分闸变重合闸再后加速分闸过程的录波曲线。
[0043] 图8示出本发明实施例提供的单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定系统 对馈线真空断路器:252QF分闸变重合闸再后加速分闸过程的录波曲线。
[0044] 图9示出本发明实施例提供的单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定系统 的结构框架。
[0045] 图10示出本发明实施例提供的单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定系 统中监测装置的构成。
[0046] 图11示出本发明实施例提供的单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定系 统中信号调理电路结构图。
【具体实施方式】
[0047] 为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说 明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体 描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
[0048]录波具体实施例：
[0049] 需要强调说明的是，这些曲线的横坐标为时间。
[0050] 图1为断路器合闸录波曲线，其中曲线1为合闸控制回路电流波形曲线，曲线2为合 闸控制回路电压波形曲线，曲线3为断路器动触头合闸过程位移变化曲线，曲线4为断路器 合闸过程中的振动变化曲线。
[0051]图2为断路器分闸录波曲线，其中曲线1为分闸控制回路电流波形曲线，曲线2为分 闸控制回路电压波形曲线，曲线3为断路器动触头分闸过程位移变化曲线，曲线4为断路器 分闸过程中的振动变化曲线。
[0052]图3为断路器重合闸至后加速分闸录波曲线，断路器重合闸后加速保护分闸是一 个无延时的合分过程，所述单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定方法及系统可将 这一时间极短的合分过程进行录波，其中，录波曲线中包含重合闸过程，即曲线的左部分和 后加速分闸过程，即曲线的右部分。
[0053]综合图1、图2和图3中位移曲线和振动曲线，通过位移曲线所反应的位移变化，确 定振动信号处理的区段，在该区段中对振动信号采用短时能量法进行处理，从振动信号中 准确地提取断路器的分、合闸时间。
[0054] 在一个具体实施例中：
[0055] 如图4所示：
[0056] 对所要测定的单相断路器进行数据采集，包括，
[0057] 采集单相断路器重合闸至后加速分闸过程中单相断路器合闸和分闸控制回路的 电流、电压或两者的数据以及断路器振动和断路器动触头位移的数据。
[0058]对采集的数据进行处理，包括滤波，AD转换等操作。
[0059]根据处理结果绘制波形曲线，包括，
[0060]存储所处理的数据、根据所处理的数据绘制以时间为横坐标的合闸和分闸控制回 路电压和电流以及断路器振动和动触头位移的波形曲线，计算出被监测断路器重合闸至后 加速分闸过程中的各种电气特性参数和机械特性参数。
[0061 ]根据波形曲线计算出重合闸后加速保护时间thjs，包括，
[0062] 由上述所绘制的波形曲线，计算得到重合闸后加速保护时间thjs。
[0063] thjs = Th 厂 th+tf
[0064] 其中，th为重合闸时间，即从合闸控制回路出现重合闸电流或电压时刻起到动、静 触头接触瞬间为止的时间间隔；tf为后加速分闸时间，即从分闸控制回路出现再次分闸电 流或电压时刻起到动、静触头分离瞬间为止的时间间隔，T hf为重合闸过程中控制回路电流 或电压出现时刻到后加速分闸过程中控制回路电流或电压出现时刻之间的时间间隔（如图 3所示）。
[0065] 需要说明的是，th和tf采用短时能量法确定，即能量积分思想，Thf可从波形曲线横 坐标确定，即重合闸控制回路电流出现时刻和后加速分闸控制回路电流出现时刻可由波形 曲线横坐标直接读出。
[0066] 对于重合闸时间th，后加速分闸时间tf，时间间隔Thf以及短时能量法，下面予以详 细说明：
[0067] 1、短时能量法
[0068] 所述短时能量法的核心内容是:先对振动信号进行平方变换，然后用分段叠加的 方法加以处理，具体为：
[0069] 首先设采集到的振动信号序列为x(i)，i = 0，l，2……N-1，振动信号x(i)在n时刻 的短时能量E(n)定义为： n
[0070] ￡'(?)= X x\f)co{n-{)
[0071] 其中，co(n)为滑动窗函数，n = 0，l，2……M_1，M彡4且为自然数。
[0072] 由上述公式可知，短时能量等效于平方律检波。由于断路器分、合闸过程中产生的 高频冲击振动与随机产生的噪声相比，瞬时值往往较大，且具有局部的连续性，经平方处理 后，更加突出了信号强弱的对比度，因此大部分随机噪声的影响都可以忽略不计。此外由于 窗函数的平滑作用和能量积分的思想，使得噪声的干扰被进一步削弱。
[0073] 对于窗函数的选择，由于海明窗具有较大的带宽和较快的带外衰减速度，对输入 信号的失真也小，所以选用海明窗对断路器振动信号进行短时能量分析。
[0074]具体的，海明窗函数为：
[0076] 式中k = 0，l，2,……M-l，M彡4且为自然数，经反复实验和对比，实践中取窗长M = 40时效果最佳。
[0077] 2、合闸过程中产生的振动和合闸时间的确定
[0078] 断路器收到合闸命令后，控制回路接通，合闸电磁铁线圈通电，驱动铁芯撞击合闸 掣子，凸轮定位件的约束被解除，合闸弹簧通过凸轮和两组四连杆机构将能量传至动导电 杆，从而使动触头开始运动，从而断路器合闸过程中发生的第一次主要振动；
[0079] 触头经过空行程阶段后，与静触头开始接触(合闸时刻），由于动、静触头间的强烈 摩擦碰撞及缓冲器的作用，此时开始产生合闸过程中的第二次主要振动；
[0080] 动触头进入超行程阶段，发生持续高能振动直到弹簧储能消耗殆尽，动触头最终 静止在合闸位置，合闸过程结束。
[0081] 由合闸过程分析可知:铁芯撞击合闸掣子引起合闸过程中第一次主要振动后，动 触头开始运动，振动短时能量由于弹簧储能的释放会突然增加。随后，由于动触头与机械传 动机构在运动过程中都会受到摩擦碰撞等阻力的影响，消耗弹簧储能，使得振动短时能量 一直在衰减，在动、静触头开始接触发生第二次主要振动之前，短时能量会衰减到一个局部 最小值，之后动触头进入超行程阶段，再次产生高能振动，使得振动幅值和短时能量剧烈增 大。
[0082] 综上所述，动触头开始运动之后，振动短时能量开始剧烈变化前的最小值对应的 时刻即为合闸时刻。
[0083] 如图5所示，曲线a为动触头位移波形图，曲线b为断路器振动波形图，曲线c为所述 振动短时能量图，采样点1?对应的时刻即为要求的合闸时刻，k 5可以通过选择合适的目标区 间，然后求取该区间内短时能量最小值来确定。
[0084]现通过分析动触头的位移特性来合理选择目标区间的左右边界。
[0085] (1)目标区间左边界的确定:设监测系统采集到的位移信号序列为s(k)，k = 0，l， 2……N-1其中N彡4且为自然数，如果从第1^个采样值(称采样序号为匕，下同)开始，有连续 10个采样值均大于第匕个采样值，即可认为动触头从匕开始运动。通过寻找整个采样序列的 最大值，确定动触头运动到最大位移时对应的采样序号k 2。在断路器合闸过程中，动触头空 行程的距离大于超行程的距离，所以求取匕和1?的平均值k3作为目标区间的左边界。
[0086] (2)目标区间右边界的确定:首先通过求取采样序列最后10个点的平均值确定动 触头合闸位置S，然后在采样序列中寻找动触头最先运动到S时的采样值，确定其采样序号 k 4,右边界得以确定。
[0087] 易知合闸时刻位于目标区间[k3，k4]对应的时间段内。求取[k3，k 4]区间内短时能 量的最小值并确定其对应的采样序号k5，k5乘以采样周期(0.1ms)即可得到合闸时刻，从而 合闸时间得以确定。
[0088] 3、断路器分闸过程中产生的振动及分闸时间的确定
[0089] 断路器收到分闸命令，控制回路接通，分闸电磁铁线圈通电，驱动铁芯撞击分闸掣 子，使其脱扣，此时对应着分闸过程中第一次主要波动(较微弱）。机构连杆解列，分闸弹簧 开始驱动传动机构和动导电杆向下运动，对应着分闸过程第二次主要振动。随后，动静触头 分离(分闸时刻），动触头继续向下高速运动，直到运行到最下方与缓冲机构发生碰撞，受到 极大反作用力后，速度开始下降，并且发生不断弹跳，最终弹簧储能消耗殆尽，动触头停在 分闸位置，分闸过程结束。
[0090] 由分闸过程分析可以得出以下结论:动触头在初始运动阶段，由于分闸弹簧储能 的传递，振动短时能量是快速剧烈增加的。
[0091] 在动、静触头分离的瞬间，即分闸时刻，此时动触头位移不大，分闸储能消耗较小， 同时又摆脱了静触头的摩擦束缚，因此此时振动最为剧烈，振动的短时能量会在局部出现 峰值，随后由于摩擦碰撞等阻力的影响和缓冲机构的作用，短时能量会不断出现波动，直到 弹簧分闸储能消耗殆尽。
[0092] 也就是说动触头在开始运动之后，振动短时能量出现第一个峰值的时刻即为分闸 时刻。
[0093] 如图6所示，曲线a为动触头位移波形图，曲线b为断路器振动波形图，曲线c为所述 振动短时能量图，k3对应的时刻即为要求的分闸时刻。为最大程度地消除干扰，同样可利用 动触头位移特性来合理选择目标区间。动触头刚要开始运动的时刻对应着采样序号ki，设 动触头运动到最下方撞击缓冲机构反弹后出现的最大位移值为S，动触头最先运动到S位置 时对应着采样序号k 2，将匕、k2分别定为目标区间的左右边界，在[ki，k2]内找出短时能量最 大值，确定其对应的采样序号k3，k3乘以采样周期(0. lms) 即可确定分闸时刻，分闸时间得以 确定。
[0094] 在另一个实施例中：
[0095]当变电所某台被监测的馈线断路器进行重合闸至后加速分闸操作时，该断路器的 数据采集模块通过传感器将合闸和分闸过程中的直流控制回路的电流和电压数据采样以 及动触头位移和断路器振动数据采样，经第一处理模块中信号调理电路和数字信号处理器 处理后上传至第二处理模块中的PC工控计算机，并通过分析软件将对这些采样数据生成采 样录波数据文件和波形文件，绘制横坐标为时间的电流、电压、位移和振动的波形曲线，计 算模块根据波形曲线计算得出重合闸后加速保护时间th JS。
[0096]其中，信号处理电路接收自传感器的模拟信号输入;对输入的模拟信号进行滤波 等调理;数字信号处理器接收经过来自信号处理电路调理的模拟信号输入，对该模拟信号 进行AD转换。
[0097]需要进一步说明的是，上述过程中，数字信号处理器还具有保证在断路器进行分、 合闸操作时所述传感器数据采集同步的作用。
[0098]在又一个具体实施例中：
[0099] 如图7、图8所示，本发明所述的单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定系 统安装在某牵引变电所中，对该所的两台馈线真空断路器:251QF和252QF进行状态监测，监 测过程中对251QF和252QF各进行1次重合闸试验，试验过程是：真空断路器由分闸变重合 闸，再后加速分闸。从后台监测分析软件提取断路器重合闸和后加速分闸过程的控制回路 电流、电压、动触头位移以及断路器振动的变化波形。
[0100] (1 )251QF重合闸后加速保护时间的计算：
[01 01 ] 采用短时能量法，251QF的合闸时间th = 71.3ms，分闸时间tf = 46.7ms，由波形曲线 横坐标可计算出，Thf = 405.6ms。
[0102]则:251QF的重合闸后加速保护时间为：
[0103 ] thjs = Thf-th+tf = 405.5-71.3+46.7 = 380.9ms
[0104] (2) 252QF重合闸后加速保护时间的计算：
[01 05] 采用短时能量法，252QF的合闸时间th = 68.2ms，分闸时间tf = 44.3ms，由波形曲线 横坐标可计算出，Thf = 406.7ms。
[0106]则:252QF的重合闸后加速保护时间为：
[0107] thjs = Thf-th+tf = 406 ? 7-68 ? 2+44 ? 3 = 382 ? 8ms
[0108] 在又一个具体实施例中：
[0109] 如图9所示，单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定系统可对馈线断路器 重合闸后加速保护时间进行精确测定，该系统由自主设计的TSM-VBK-1型在线检测装置 (数据采集模块和第一处理模块）、第二处理模块(工控PC和监测分析软件）、及两者之间的 CANBUS光纤通信网络组成。
[0110]其中，在线监测装置(数据采集模块和第一处理模块)与所要监测的断路器一一对 应设置。
[0111] 如图10所示，TSM-VBK - 1型在线检测装置(数据采集模块和第一处理模块）由两 个电流传感器，两个电压传感器，一个位移传感器，一个振动传感器，与传感器 对应的 信号调理电路和一个数字信号处理器构成。
[0112] 采用电流传感器和电压传感器，实现对断路器分闸和合闸操作过程中直流控制回 路电流和回路电压的数据采集。
[0113] 采用拉线式位移传感器和振动传感器，分别实现对断路器分闸和合闸操作过程中 动触头位移变化以及断路器振动的数据采集。
[0114]如图11所示，信号调理电路中，AIN为来自传感器的模拟信号输入;R1为精密电阻， 作用是把电流型的AIN信号转化为电压信号;运算放大器U(l)构成电压跟随器实现输入和 输出的阻抗匹配;运算放大器1](2)、1?2、1?3、(：1、02构成滤波电路，对输入的模拟信号进行滤 波。
[0115] 数字信号处理器(DSP)采用TMS320F2812,包括外部扩展存储器、时钟、I/O 口驱动 等，采用12位A/D同步采样技术，保证在断路器进行分、合闸操作时控制回路电流、控制回路 电压、动触头位移以及开关振动的采样数据同步，其中数字信号处理器还设有CAN通信接 口，实现与变电所后台监控计算机的CANBUS通信。
[0116] 采样数据经系统的CAN通信接口通过系统的光纤通信网络实时地上传至工控PC， 进行存储，再由分析软件对信号分析，计算，录制波形曲线。
[0117] 在线监测装置与后台工控计算机之间组建的通信网络采用CANBUS总线式串行通 信形式。与一般的通信总线相比，CANBUS总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活 性，抗干扰能力强。
[0118] 在本系统中，CANBUS的通信介质采用光纤，这又使该系统通信环节的抗干扰能力 进一步增强。
[0119] 需要进一步说明的是，CANBUS总线通过CAN转以太网适配器(CANET-E)接入监控计 算机的以太网口。
[0120] 监测分析软件是牵引变电所断路器在线监测系统的重要组成部分，运行于后台监 控计算机中，软件可实时提供被监测的断路器在分闸和合闸操作中电气方面和机械方面的 状态信息。
[0121] 断路器在合闸操作状态下，软件接收的，来自断路器在线监测装置(数据采集模块 和第一处理模块）自动传送的数据有:合闸控制回路电流数据、合闸控制回路电压数据、合 闸动触头位移数据和合闸开关振动数据等。
[0122] 对合闸数据计算后，得出断路器合闸过程的电气特性参数和机械特性参数有:合 闸电流特征值及对应时间、合闸控制回路电压、合闸时间、合闸动触头行程、合闸平均速度 等。
[0123] 断路器在分闸操作状态下，软件接收的，来自断路器在线监测装置自动传送的数 据有:分闸控制回路电流数据、分闸控制回路电压数据、分闸动触头位移数据和分闸开关振 动数据等。
[0124] 对分闸数据计算后，得出断路器分闸过程的电气特性参数和机械特性参数有:分 闸电流特征值及对应时间、分闸控制回路电压、分闸时间、分闸动触头行程、动静触头间的 开距以及分闸平均速度等。
[0125] 如果断路器发生重合闸至后加速保护分闸操作，软件接收的，来自断路器在线监 测装置自动传送的数据包括重合闸和后加速分闸两个过程的控制回路电流数据、控制回路 电压数据、动触头合分位移数据以及开关合分操作振动数据等。
[0126] 对两个过程的数据计算后，得出断路器重合闸至后加速分闸两个过程的电气特性 参数和机械特性参数，并计算出重合闸后加速保护时间thj s。
[0127] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对 本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发 明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
【主权项】
1. 单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定方法，其特征在于，包括以下步骤： 对单相断路器进行数据采集； 其中，所述数据采集对象为断路器重合闸至后加速分闸过程中单相断路器合闸和分闸 控制回路的电流、电压或两者以及断路器振动和断路器动触头位移； 对采集的数据处理； 根据处理结果绘制随时间变化的波形曲线； 根据波形曲线计算出重合闸后加速保护时间thJS; 其中，所述重合闸后加速保护时间thjs计算方法为： thjs - Thf_th+tf 其中，th为重合闸时间，tf为后加速保护分闸时间，Thf为重合闸前，合闸控制回路电流或 电压出现的时刻与后加速保护分闸前分闸控制回路电流或电压出现的时刻之间的时间间 隔。2. 根据权利要求1所述的单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定方法，其特征 在于，所述数据处理为对采集的模拟信号进行滤波和模数/AD转换。3. 根据权利要求1或2所述的单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定方法，其特 征在于，所述重合闸时间th和后加速保护分闸时间t f基于短时能量法确定。4. 单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定系统，其特征在于，该系统包括： 与单相断路器一一对应设置的数据采集模块，包括:合闸和分闸控制回路的电流传感 器、电压传感器或两者以及断路器动触头位移传感器和断路器振动传感器； 与数据采集模块一一对应设置的第一处理模块，包括:信号调理电路和数字信号处理 器； 第二处理模块，用于根据第一处理模块上传的信号绘制随时间变化的波形曲线； 计算模块，用于根据绘制的波形曲线并结合短时能量法计算出重合闸后加速保护时间 thjs，计算方法为： thjs - Thf_th+tf 其中，th为重合闸时间，tf为后加速保护分闸时间，Thf为重合闸前，合闸控制回路电流或 电压出现的时刻与后加速保护分闸前分闸控制回路电流或电压出现的时刻之间的时间间 隔。5. 根据权利要求4所述的单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定系统，其特征 在于，所述的数据采集模块包括:一个分闸控制回路电流传感器、一个合闸控制回路电流传 感器、一个分闸控制回路电压传感器、一个合闸控制回路电压传感器、一个单相断路器动触 头拉线式位移传感器以及一个单相断路器振动传感器。6. 根据权利要求4所述的单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定系统，其特征 在于，所述第一处理模块包括:一个数字信号处理器以及与所述传感器一一对应设置的信 号调理电路。7. 根据权利要求6所述的单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定系统，其特征 在于，所述的数据采集模块包括:一个分闸控制回路电流传感器、一个合闸控制回路电流传 感器、一个分闸控制回路电压传感器、一个合闸控制回路电压传感器、一个单相断路器动触 头拉线式位移传感器以及一个单相断路器振动传感器。8. 根据权利要求4-7任意一项所述的单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定系 统，其特征在于，所述第二处理模块为工控计算机。9. 根据权利要求8所述的单相断路器重合闸后加速保护时间的精确测定系统，其特征 在于，所述第一处理模块和第二处理模块之间的信号传递采用工业现场总线CANBUS，传输 介质采用光纤且所述工业现场总线CANBUS通过CAN转以太网适配器/CANET-E接入计算机的 以太网口。
【文档编号】G01R31/00GK105891627SQ201610190834
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】郎兵
【申请人】北京交通大学