一种用于投切电容器电抗器的SF6断路器分闸电流实时采集与处理方法与流程

本发明涉及断路器分闸电流实时采集方法，特别涉及一种用于投切电容器电抗器的SF6断路器分闸电流实时采集与处理方法。

背景技术：

随着经济的发展，电网容量的迅速增加，电力系统对供电可靠性的要求越来越高。电力设备是电力系统的基本元件，是保证电力系统安全、稳定、经济运行的基础。高压断路器是电力系统中最重要的高压开关设备，它在电网中起着控制和保护的双重作用，若高压断路器发生故障会引起大面积停电，造成巨大的经济损失。

目前，投切变电站电容器电抗器主要有SF6断路器和真空断路器，SF6断路器用于频繁投切无功设备（特别是投切电容器组），存在电寿命低、回路电阻上升的问题。而采用真空断路器用于频繁投切电容器组电寿命虽较长，但在某些情况下可能存在重燃和过电压问题， 且高压断路器作为投切无功设备较普通使用投切更为频繁，所以保证变电站投切无功设备的高压断路器的可靠性显得更为迫切。

然而，直接基于继电保护测量用电流互感器构建数据采集系统存在以下严重不足：1）受制于传统电流互感器特性，测量范围只能在断路器的额定电流及以下进行测量，不足以满足断路器开断瞬间分闸电流冲击大的要求；2）传统电流互感器绝缘等级的限制，只能运用在带有良好绝缘的线路中运行；3）在SF6断路器开断时，往往运行电流大于额定电流，而传统电流互感器因磁饱和会造成严重发热，对电力系统带来安全隐患；4）实时数据采集系统数据采样频率无法满足断路器剩余电寿命分析预警的需要。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种用于投切电容器电抗器的SF6断路器分闸电流实时采集与处理方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

主动配电网孤岛划分混合整数规划模型的建模方法，包括以下步骤：

用于投切电容器电抗器的SF6断路器分闸电流实时采集与处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、构建SF6断路器分闸电流采集拓扑结构；

步骤2、对分闸电流进行录波；

步骤3、数据分相处理；

步骤4、利用SPI和I²C作数据存储；

步骤5、通过光电转换传输到合并单元。

步骤1中所述拓扑机构分为3层机构：数据采集层、信息传输层和分析判断层。数据采集层在断路器下游安装光电互感器作为采集单元，实时采集断路器分闸电流；信息传输层通过光纤将多路信息汇集到合并单元；分析判断层则是以预警系统软件为中心，分析预警断路器剩余电寿命。

步骤2分闸电流录波的触发来自于断路器辅助触点。具体而言，对光电互感器的电信号进行滤波、积分、A/D转换并存储；监控高压断路器辅助触点，判断高压断路器开、合信息，以此时间点确定捕捉开、合瞬时电流值并进行录波。

步骤3所述分相数据处理指A、B、C三相积分信号经过特定电阻形成电压信号回传，进入系统采集装置进行独立处理，对输出信号进行光电转换。

步骤4所述信号存储分为I²C及SPI两种总线形式。由于高压断路器开断电流持续时间很短，选择SPI存储芯片满足数据传输的高速性，同时考虑系统的可靠性I²C总线满足正常信息通讯及只接收SPI芯片内高压断路器开断、关合瞬时数据存取，两路相互配合。

步骤5所述合并单元，通过光电转换可接收多路电流信号，最终合并单元将该信号数据通过RS485/RS232传输到工控服务器供预警系统软件分析处理。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

第一、本发明使用宽范围测量的电流互感器安装在SF6断路器输出端监测实时暂态电流，不受继电保护测量用电力互感器特性制约，为断路器剩余电寿命评估所用数据作好准备；在SF6断路器开断时，运行电流大于传统电流互感器额定电流，不会因磁饱和会造成严重发热给电力系统带来安全隐患；

第二、本发明使用调理电路，包括：放大电路、积分电路、AD转换电路、控制电路及存储电路处理实时电流信号；监控断路器辅助触点，判断断路器开、合信息，以此时间点确定捕捉开、合瞬时电流值，并对输出信号进行光电转换；

第三、本发明使用光纤通讯方式将数字信号回传到控制室，不受绝缘等级限制，对线路绝缘性没有任何要求；

第四、本发明所采用的分相数据处理方法，能大幅减少光纤敷设，节约成本；信号存储分为I²C及SPI两种总线形式，兼顾高性能和可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例的流程图;

图2为本发明实施例的拓扑结构展示;

图3为本发明实施例的分闸电流采集。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本发明用于投切电容器电抗器的SF6断路器分闸电流实时采集与处理方法流程，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1、构建SF6断路器分闸电流采集拓扑结构分为3层：数据采集层、信息传输层和分析判断层。数据采集层在断路器下游安装光电互感器作为采集单元，实时采集断路器分闸电流；信息传输层通过光纤将多路信息汇集到合并单元；分析判断层则是以预警系统软件为中心，分析预警断路器剩余电寿命。拓扑结构如图1。

步骤2、分闸电流录波的触发来自于断路器辅助触点。具体而言，对光电互感器的电信号进行滤波、积分、A/D转换并存储；监控高压断路器辅助触点，判断高压断路器开、合信息，以此时间点确定捕捉开、合瞬时电流值并进行录波。采集单元结合高压断路器辅助触点实时捕捉其开、合瞬时电流值，被捕捉的光电互感器的电气信号经过滤波，放大后由采集单元内部的A/D转换电路处理，输出电压范围为0～10V的模拟电压信号，但要求进入ARM芯片的电压范围为0～2.5V，所以需经过信号转换电路将电压转换为0～2.5V。采样频率设置为：100KHz，供STM32进行采样处理。

步骤3、将A、B、C三相积分信号经过特定电阻形成电压信号回传，进入系统采集装置进行独立处理，对输出信号进行光电转换。

步骤4、信号存储分为I²C及SPI两种总线形式。由于高压断路器开断电流持续时间很短，选择SPI存储芯片满足数据传输的高速性，同时考虑系统的可靠性I²C总线满足正常信息通讯及只接收SPI芯片内高压断路器开断、关合瞬时数据存取，两路相互配合。

步骤5、通过光电转换可接收多路电流信号，最终合并单元将该信号数据通过RS485/RS232传输到工控服务器供预警系统软件分析处理。

采集到的SF6断路器分闸电流如图3所示。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。