低压断路器试验系统开发开题报告

1. 研究目的与意义

随着社会的发展和经济的发展，电力能源行业在全国各个行业发挥着重要的作用。随着电力技术的飞速发展和新技术的出现，对供电质量提出了更高的标准和要求，特别是对电力设备的运行和安全提出了更高的要求^[1]。断路器是电力系统中具有保护和控制功能的重要电器，其主要功能是保证电力系统正常工作^[2]。在整个电网设备运行状态下，一旦设备发生故障，可以迅速切断设备，保证电力系统无故障部分的正常运行^[3]。当电路出现设备故障时，断路器的正常运行可以避免电网瘫痪和大规模停电，对社会经济发展有着重要影响。因此，对断路器故障诊断技术的研究对于减少维修人员的工作强度、提高供电系统自动化程度与信息化水平都有很大的现实意义。

根据cigre对断路器可靠性的调查结果和国内电网公司的调查结果，断路器的故障大多发生在操作机构中，约占70%，由辅助电路和二次电路引起的电路故障占19%，其余主要是绝缘损坏或缺陷造成的^[4]。低压断路器故障诊断技术的早期阶段主要是离线检测，主要是定期维护和预防性维护。测试元件太多，既耗时又麻烦。目前，电力设备的维修手段主要包括了定期检修、故障检修和状态检修。定期检修是指根据指定的期限对设备展开维修，故障检修是指在故障出现后对设备采取维修，这两种办法是目前最普遍的维修方法，会产生关联性强、功效低、维护成本高等状况。为了能够增强设备运行的安全性能和效果，状态检修慢慢引起重视。为了保证设备的安全、高效地运行，状态检修逐渐成为人们关注的焦点。状态检修是一种将设备状态监测和故障排除结合的检修方法^[5]。它能够利用先进的状态监控与诊断技术，对装置的异常状况进行评估与预测，并制订具体的维修方案。作为一种具有前瞻性和可预测性的维护方法，状态检修能够更好地满足现代智能电网的安全性和经济性要求，并且实际上可以采取预防措施。

2. 研究内容与预期目标

主要研究内容：

1.低压断路器分合闸线圈电流信号采集。将分合闸线圈所在控制回路的控制线穿过磁补偿式霍尔电流传感器的中心，采用磁补偿式霍尔电流传感器作为采集设备检测控制回路的电流作为分合闸线圈电流信号。

2.低压断路器分合闸线圈电流波形分析。首先建立分合闸线圈的等效电路模型，分析分合闸线圈电流波形在不同时刻所对应的运行状态。

3. 研究方法与步骤

拟采用的研究方法：

通过磁补偿式霍尔电流传感器对低压断路器分合闸线圈电流波形进行收集分析，并通过小波变换的方法对波形进行分解重构，去除其噪声信号，提取出电流时间特征值，算出断路器的分合闸时间，同时建立模糊算法数学模型，时间代入到建立的函数中，通过比较得到低压断路器的健康状态。

步骤：

4. 参考文献

[1] 张强.低压万能式断路器机械故障诊断及程度评估方法的研究[d].河北工业大学,2017.

[2] 李永丽,李瑞鹏,卢扬,陈晓龙,张斯淇,卜立之,王子曦.断路器操作回路的智能化监测系统设计[j].电力自动化设备,2017,37(10):211-217.

[3] 彭庭康. 低压断路器健康状态监测和故障诊断研究[d]. 湖北工业大学.

5. 工作计划

（1）2022-1-4～2022-1-31 查阅相关技术资料，撰写开题报告。

（2）2022-2-1～2022-2-28 项目需求分析，系统硬件选型。

（3）2022-3-1～2022-4-30 试验系统开发、调试。