断路器机械特性在线监测技术和状态评估

，，（，710048）：，。，、、—。，，，。：；；；On-lineMonitoringTechnologyofMechanicalPropertiesandStateEvaluationMethodforIntelligentCircuitBreakerHUANGXinbo，TAOChen，LIUBin（Xi’anPolytechnicUniversity，Xi’an710048，China）Abstract:Inordertoimprovetheoperationsafetyandreliabilityofintelligentcircuitbreaker,thispaperfirstintroduceanewtypeofintelligentcircuitbreakermechanicalpropertieson-linemonitoringandstateevaluationtechnologyofworkingarchitecture.Andthenconcreteanalysisandillustratestheprincipleofon-linemonitoringwhichisrelatedtointelligentcircuitbreakermechanicalproperties,suchasclosingcoilcurrentandtheenergystorageelectriccurrent,dynamiccontacttravel-timecharacteristicandtheauxiliarycontactsandsoon.Next,thispaperprovidesaneffectiveintelligentcircuitbreakerstateevaluationmethod,whichcangetequipmentfailureinformationfromthemonitoringdataandwaveformanalysis,andthecollecteddatacanmakethecorrespondingfaultdiagnosis,andimprovethesafetyandreliabilityoftheintelligentcircuitbreakeroperation.Keywords:intelligentcircuitbreaker；mechanicalproperties；on-linemonitoring；stateevaluation0，，。，。，，，，[1]，，。，，，。，—。1“”，、、，。，(：2014-11-21；：2014-12-14513：0129-01342015316HighVoltageApparatusVol.51，No.3：0129-0134Mar.16，2015DOI:10.13296/j.1001-1609.hva.2015.03.02222222222222222222222201535131Fig.1Thestructureofintelligentcircuitbreakeronlinemonitoringsystem2Fig.2Typicalpointsswitchingcurrentwaveform)[2-4]。，IEC61850(PMS)。“”，1。，，，，。，CANIED，，—，，IED[2]。22.1，，、，，、、，()，[5-6]。2。t0-t1，，。，；t1-t2，。，，，。，。、；t2-t3，，；t4-t5，，，[7-9]。130··2.2，，。，，，、。3。T1，，；T2，，，T2；T3，，，[10]。2.3、，，——[11]。。(5020)。，，90°A、B，A、B，。4，，，。2.4，。，，，，，、。，，。，，，，。，，“1”，，“0”，，。2.5，，，。，。，。，。(1)[12-13]x2(i)=Med[x(0)]~x(2i)0≤i≤k-1Med[x(i-k)~x(i+k)]k≤i≤N-k-1Med[x(2i-N+1)~x(N-1)]N-k≤i≤N-1≤≤≤≤≤。(1)(1)：Med(x)x。5，5，5212.96mm。6。3—3Fig.3Energy-storagemotorcurrentsignalwaveform4Fig.4Traveltimecharacteristics，，.131··20153513，(SVM)[14]：1：K=(U，C∪D，V，f)，U={x1，x2，x3，…，xn}，；C∪D，CV=∪V坠(坌坠∈C∪D)，D，C={α|α∈C}，D={d|d∈D}；V=f，V坠；DU{x1，x2，…，xl}，xi={y∈U:fa(y，D)=i}，i=1，2，…，l。2：T={(x1，y1)，(x2，y2)，…，(xl，yl)}∈(X，Y)l，，xi∈X∈RP，yi∈Y={-1，1}，i=1…l；f(x)=x·w+b*。ω*=li=1Σyiα*ixif(x)=x·w+b*，α*、b*，，：f(x)=sgn[li=1Σα*iyiK(x·xi)+b*]，K(xi·x)[15]。，7。[16-17]：1)，，。2)，，，，，，，，。3)，，，，，。4)。5)。—，，。44.1ZN63A-12，、。8。9。1。7—Fig.7Themodelofroughset-supportvectormachine(SVM)8Fig.8Thedrawingofintelligentcircuitbreakertestinstallation6Fig.6Thecomparisonunderthesamecoordinatesystemcontactcurveswithnoiseandfiltering5Fig.5Displacementdatawithnoiseandfilterprocessing132··—，，，，，，[18]。4.2220V。10。10、、。，，，[19]。，—，11[20]。、、。、，[21]。5，、、、，：10Fig.10Thedrawingofsiteinstallation11、Fig.11Currentandclosemonitoringofwaveformandwaveformstoragemotorcircuitbreaker9Fig.9Thefigureofintelligentcircuitbreakeron-linemonitoringdevicetestingwaveform1Table1Circuitbreakerclosingmechanicalcharacteristicparameterscalculatedvalue/ms/(m·s-1)/(m·s-1)/mm/mm/mm/ms/(m·s-1)/(m·s-1)/mm/mm/mm19.323.785.98213.00195.4717.5573.604.583.65213.00195.8017.23，，.133··201535131)，，、、、。2)—、、，。—，，。：[1]．[M]．：，2010．HUANGXinbo.Substationequipmenton-linemonitoringandfaultdiagnosis[M].Beijing：ChinaElectricPowerPress，2010.[2]，，，.IED[J].，2011(3)：17-18.HUANGXinbo，WANGXiaokuan，FANGShouxian，etal.Thedesignofintelligentsubstationcircuitbreakercondi-tionmonitoringIED[J].AutomationofElectricPowerSys-tems，2011(3)：17-18.[3]，，．[J]．，2007，241(4)：26-31．CHENGang，SUNBo，WANGErzhi.Vacuumcircuitbreak-erspringoperatingmechanismintheconnectingrodmechanismoftoleranceoptimization[J].HighVoltageAp-paratus，2007，241(4)：26-31.[4]SUS，LIKK，CHANWL，etal.Apracticalcircuitbreakermonitoringsystem[C]//IEEETransactionsonPowerDeliv-ery.[S.l.]：IEEE，2005：867-872.[5]KEZUNOVICM.Automatedcircuitbreakermontioningandanalysis[J].PowerEngineeringSocetySummerMeeting，2002(1)：559-564.[6]．[D]．：，2010．LIPeng.Thedesignandimplementationofapermanentmagnetvacuumcircuitbreakerintelligentcontroller[D].Beijing：BeijingJiaotongUniversity，2010.[7]．[D]．：，2007．YANShibo.Monitoringinstrumentonlineofthevacuumcircuitbreakermechanicalproperties[D].Shenyang：ShenyangUniversityofTechnology，2007.[8]，.[J].，2012，28(12)：38-41.PENGBo，XIAODengming.Onlinemonitoringofthebreak-er’selectricallife[J].PowerSystemandCleanEnergy，2012，28(12)：38-41.[9]．[D]．：，2007．FENGZhenhua.Thesupportvectormachine(SVM)basedonfractaltheoryofmechanicalequipmentfaultdiagnosis[D].Taiyuan：TaiyuanUniversityofTechnology，2007.[10]，，，．SVM[J]．，2011，47(3)：26-30．YUANJinli，LIKui，GUOZhitao，etal.BasedontheSVMandtheclosebreak-brakecoilcurrentparameters[J].HighVoltageApparatus，2011，47(3)：26-30.[11]，，，．[J]．，2007，43(3)：179-182．YUXiaoling，WEIYijiang，LIUZhiyuan，etal.Simulationresearchesoninfluencefactorsoftemperatureriseinhighvoltagevacuumcircuitbreaker[J].HighVoltageApparatus，2007，43(3)：179-182.[12]，，．LWl3-800[J]．，2010，46(3)：72-74．GUOFei，SHIGuixia，TIANZijun.ImprovementofthecontrolcircuitofLW13-800potbreakermotors[J].HighVoltageApparatus，2010，46(3)：72-74.[13]．FFT[D]．：，2009．YANGFukang.PowergridharmonicdetectionmethodbasedonFFTresearch[D].Xi’an：Xi’anUniversityofScienceandTechnology，2009.[14].[D].，2010.HANHongrui.Intelligentswitchmonitoringunitdeve