一种非介入式低压断路器状态感知装置的制作方法

本发明涉及一种感知装置，具体涉及一种非介入式低压断路器状态感知装置，属于电力系统自动化。

背景技术：

1、目前，数字电网的发展推动了低压台区的数字化改造，要求能监视安装在各节点的断路器运行状态。但是，由于存量台区绝大部分使用的断路器无物联网通信功能，甚至有些断路器无法给出位置信号，将数量庞大的传统断路器均停电改造成具有物联通信功能的智能断路器，成本高昂。

2、而对于断路器状态的在线监测，目前多集中于10kv以上电压等级的断路器，且目前普遍做法是利用断路器提供的辅助节点，或监测运动机构，判断断路器分合状态，并对寿命进行评估。而受限于成本因素，低压配电系统中并未对此做出要求，因此，断路器状态监测在低压配电系统中的应用鲜见报道。

技术实现思路

1、本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种非介入式低压断路器状态感知装置，该技术方案为了解决大量老旧型断路器状态无法感知，且无物联通信功能的问题，以及为了加快推进数字电网的建设，本发明为了尽可能不更换原有断路器，利用断路器开合时的电气量特征差异，提出了一种非介入式低压断路器状态感知装置，不仅能区分断路器开合状态，也能区分出短路跳闸和非短路跳闸，进而评估断路器运行寿命。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种非介入式低压断路器状态感知装置，其特征在于，所述装置包含物联通信模块、采样模块以及计算模块；物联通信模块负责与台区边侧设备通信，上传断路器状态；采样模块负责通过电压、电流互感器采集断路器周边电压、电流数据；计算模块负责根据采样模块采集到的数据感知断路器状态。

3、作为本发明的一种改进，感知断路器开合状态分为三种情况：

4、a、断路器可以引出位置节点；

5、如果断路器本体支持引出位置信号节点，经过电气量防误，则可直接判定断路器状态，如图(1)所示。

6、投运判别逻辑：

7、

8、式中，dl表示断路器状态，1表示合位，i表示电流，iset.ty表示投运电流设定值，。

9、短路跳闸判别逻辑：

10、

11、式中，dl＝1→0表示断路器由合变分，iset.th表示跳闸后电流判定值，imax表示断路器由合到分前一段时间内的最大电流，

12、非短路跳闸判别逻辑：

13、

14、异常判别逻辑：

15、

16、b、无法引出位置节点，用双侧电压+单侧电流判断如果不能直接获取开关位置信号，通过双侧电压及电流，可判断开关状态。如图(2)所示。

17、投运判别逻辑：

18、

19、or

20、i≥iset.ty

21、式中，δu表示开关进线出线电压幅值差值，δuset表示电压失步幅值判定阈值，δθ表示开关进线出线电压相角差值，δθset表示电压失步相角判定阈值。

22、短路跳闸判别逻辑：

23、

24、式中，u1表示断路器进线侧电压，u2表示开关出线侧电压，uset.ty表示投运电压即有压判断阈值。

25、非短路跳闸判别逻辑：

26、

27、异常判别逻辑：

28、

29、c、无法引出位置节点，仅用单侧电压电流判断；

30、如果仅能获取电流数据，则通过电气量判别开关状态。如图(3)所示。

31、投运判别逻辑：

32、i≥iset.ty||p≥pset.ty

33、短路跳闸判别逻辑：

34、

35、非短路跳闸判别逻辑：

36、

37、式中，δi表示电流变化量，δiset.qd表示电流变化量启动阈值，i-0.2s表示启动前0.2s电流值。该情况下，上游相邻开关具有相同电气量特征，需边侧设备根据拓扑结构进一步判断。

38、相对于现有技术，本发明具有如下优点，该技术方案提出了一种非介入式断路器状态感知的判据；

39、提供三种原理，可以根据断路器情况自动适配；

40、属于非介入式感知，通过电气量即可判断出开关状态；

41、通过电压电流时序组合判断，判据灵敏可靠；

42、可以区分出短路跳闸和非短路跳闸。本发明提供了一种非介入式低压断路器状态感知装置。原理简单可靠，可以适应现场多种安装运行方式；可以区分出短路跳闸，为断路器寿命评估提供了可靠基础；无需对原有断路器进线改造，台区改造成本低；装置即插即用，安装使用简单便捷

技术特征：

1.一种非介入式低压断路器状态感知装置，其特征在于，所述装置包含物联通信模块、采样模块以及计算模块；物联通信模块负责与台区边侧设备通信，上传断路器状态；采样模块负责通过电压、电流互感器采集断路器周边电压、电流数据；计算模块负责根据采样模块采集到的数据感知断路器状态。

2.根据权利要求1所述的非介入式低压断路器状态感知装置，其特征在于，感知断路器开合状态分为三种情况：

技术总结
本发明涉及一种非介入式低压断路器状态感知装置，包含物联通信模块、采样模块、计算模块；物联通信模块负责与台区边侧设备通信，上传断路器状态；采样模块负责通过电压、电流互感器采集断路器周边电压、电流数据；计算模块负责根据采样模块采集到的数据感知断路器状，不仅能区分断路器开合状态，也能区分出短路跳闸和非短路跳闸，进而评估断路器运行寿命。

技术研发人员：张星宇,孙侃,卜权,陈超,李俊晨,梁少飞
受保护的技术使用者：佳源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15