本發(fā)明涉及一種基于實時電流量測的3/2接線方式開關(guān)站開關(guān)電阻在線評估方法，屬于電力系統(tǒng)開關(guān)站技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
在實際的工程應(yīng)用中，評估開關(guān)站開關(guān)電阻傳統(tǒng)方法是采用直流雙臂電橋法。當(dāng)使用雙臂電橋進(jìn)行開關(guān)導(dǎo)電回路電阻測量時，由于雙臂電橋測量回路通過的是只有幾個安培的微弱電流，難以消除觸頭上較大的氧化膜，因此測出的電阻示值偏大，而且當(dāng)觸頭因調(diào)整不當(dāng)(如觸頭所承受的壓力變化)、運行中發(fā)生變化或觸頭燒毀嚴(yán)重使有效接觸面積減小時，雙臂電橋的微弱電流在其接觸處不會產(chǎn)生收縮，即無法測出收縮電阻；而在大電流或正常電流通過時，卻會使該接觸處的電阻增加，從而引起觸頭的過度發(fā)熱和加速氧化。另外，一般的雙臂電橋還要手動調(diào)節(jié)電橋的平衡，在精密電阻箱上得到讀數(shù)，此種方法既慢又不準(zhǔn)確。近些年來，開關(guān)參數(shù)智能化檢測儀器的發(fā)展比較快，國內(nèi)外已有多家公司、單位開發(fā)出各類產(chǎn)品。而對接觸電阻的測量大多采用微歐儀，其具有的恒流源電流等級一般為100A或者200A。由于這些微歐儀多采用高頻開關(guān)電源和大電流變壓器來實現(xiàn)大電流的恒流效果，所以測試儀的體積和重量都很大，一般都在幾千克到十幾千克左右，現(xiàn)場使用不方便，并且其成本也相對較高。使用這些儀器進(jìn)行測試時，由于電流通過接觸電阻的時間較長，對被測電阻有溫升的影響，所以測量精度會被降低。以上這些測量開關(guān)站中開關(guān)電阻的方法都是在離線的狀態(tài)下測量的，到目前為止還沒有一種有效的在線計算開關(guān)站開關(guān)電阻的方法。為了準(zhǔn)確地評估開關(guān)站中開關(guān)類設(shè)備的工作狀態(tài)，迫切需要一種有效在線計算開關(guān)電阻的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于解決在線評估3/2接線方式開關(guān)站開關(guān)電阻的技術(shù)問題。為解決上述技術(shù)問題，發(fā)明人采用了如下的技術(shù)方案：一種3/2接線方式開關(guān)站開關(guān)電阻在線評估方法，其特征在于，包括以下步驟：1)采用站內(nèi)計量用的電流互感器測量不同時刻3/2接線方式開關(guān)站中流過各個開關(guān)的電流值，并對電流值處理，得到一組最佳的非齊次線性方程組；2)采用選取列主元的高斯消去法求解線性方程組，得到3/2接線方式開關(guān)站中各個開關(guān)的阻值；3)對計算結(jié)果進(jìn)行誤差分析，確定計算結(jié)果的可信度。前述的一種3/2接線方式開關(guān)站開關(guān)電阻在線評估方法，其特征在于：在所述步驟1)中，對電流值處理的具體步驟為：根據(jù)基爾霍夫電壓定律建立方程組，假設(shè)3/2接線方式開關(guān)站中，含有三個開關(guān)的支路有m條，含有兩個開關(guān)的支路有n條，在某一時刻下測得流過各個開關(guān)的電流為：I1I2I3…I3m+2n-1I3m+2n，各個開關(guān)的阻值為：x1x2x3…x3m+2n-1x3m+2n根據(jù)基爾霍夫電壓定律可以建立方程組：選取一天當(dāng)中N個時刻，測量N組電流工況：由式(1)，可得：選取基準(zhǔn)開關(guān)阻值，可任意選取，假定x1＝1，把式(2)化為非齊次線性方程組：前述的一種3/2接線方式開關(guān)站開關(guān)電阻在線評估方法，其特征在于：在所述步驟2)中，從式(3)的N·(m+n-1)個方程中，選取3m+2n-1個方程，解出開關(guān)阻值x2x3…x3m+2n。前述的一種3/2接線方式開關(guān)站開關(guān)電阻在線評估方法，其特征在于：在所述步驟3)中，確定計算結(jié)果的可信度的步驟包括：31)對于選出的3m+2n-1個方程，建立方程組Ax＝b，其中，32)采用公式(4)對建立的方程組Ax＝b進(jìn)行誤差分析：其中，δA,δb是測量矩陣A和矩陣b的測量誤差組成的矩陣，分別表示電流實際觀測值誤差、理論值誤差，δA和δb是電流互感器測量誤差造成的，由電流互感器的精度等級決定，常見的測量用電流互感器的精度等級有0.2級和0.5級。||||是范數(shù)運算符，α表示范數(shù)的類型,取二范數(shù)；公式(4)中，表示開關(guān)阻值計算結(jié)果x的相對誤差，它小于等于上界；利用公式(4)計算方程組Ax＝b的開關(guān)阻值計算結(jié)果x的相對誤差的上界，確定開關(guān)阻值計算結(jié)果x的相對誤差的最大值；開關(guān)阻值計算結(jié)果的可信度與開關(guān)阻值無誤差的理論值的相對誤差相關(guān)，相對誤差越小，開關(guān)阻值計算結(jié)果的可信度越高；為開關(guān)阻值無誤差的理論值，x為解方程Ax＝b存在誤差的開關(guān)阻值計算值。特別地，當(dāng)相對誤差為0時，計算結(jié)果是100％可信的。前述的一種3/2接線方式開關(guān)站開關(guān)電阻在線評估方法，其特征在于：從N·(m+n-1)個方程中選取的3m+2n-1個方程是所有可能組合中系數(shù)矩陣條件數(shù)最小的一組。采用本方法能夠在線評估3/2接線方式開關(guān)站開關(guān)電阻，本發(fā)明只需要利用開關(guān)站中的電流互感器，無需高精度的電阻測量儀器，對硬件設(shè)備要求不高，成本低。其次，本方法能在線測量，不需要將運行中的開關(guān)退出運行，對開關(guān)站的正常運行沒有影響，測量方便。另外，本方法可以實現(xiàn)實時測量，利用每天記錄的電流數(shù)據(jù)評估開關(guān)電阻，這樣可以及時發(fā)現(xiàn)故障開關(guān)設(shè)備，有利于開關(guān)站的安全穩(wěn)定運行。附圖說明圖1是3/2接線方式開關(guān)站線路圖；圖2是西津渡開關(guān)站線路圖；圖3是計算結(jié)果圖；圖4是3/2接線方式開關(guān)站一種具體實施例線路圖。具體實施方式本發(fā)明提出一種對3/2接線方式開關(guān)站開關(guān)電阻在線評估的方法。采用高精度測量用的電流互感器，在不同時刻實時測量3/2接線方式開關(guān)站中流過每個開關(guān)中的電流，根據(jù)基爾霍夫電壓定律建立方程組。然后選定標(biāo)準(zhǔn)阻值開關(guān)，將齊次線性轉(zhuǎn)化為非齊次線性方程組，從非齊次線性方程組中挑選出與未知數(shù)個數(shù)相同的個數(shù)的方程，并使方程系數(shù)矩陣的條件數(shù)最小，計算出開關(guān)站中各個開關(guān)的阻值。最后根據(jù)工況條件數(shù)和測量誤差估計出計算結(jié)果的精度。具體實施步驟如下：第一步，根據(jù)基爾霍夫電壓定律建立方程組。假設(shè)3/2接線方式開關(guān)站(見附圖1)中，含有三個開關(guān)的支路有m條，含有兩個開關(guān)的支路有n條，在某一時刻下測得流過各個開關(guān)的電流為：I1I2I3…I3m+2n-1I3m+2n，各個開關(guān)的阻值為：x1x2x3…x3m+2n-1x3m+2n根據(jù)基爾霍夫電壓定律可以建立方程組：第二步，選取一天當(dāng)中N個時刻，測量N組電流工況如下：由式(1)，可得：舉例說明，若接線方式如圖4所示，有4串3個開關(guān)，3串2個開關(guān)，則m＝4,n＝3，此時，公式(1)表示如下：對于公式(2)，若有2組工況，則N＝2，此時，公式(2)為：第三步，選取基準(zhǔn)開關(guān)阻值，假定x1＝1，把式(2)化為非齊次線性方程組：假設(shè)接線方式如圖4所示，則：m＝4,n＝3根據(jù)公式(3)可知，一組工況下的方程：N組工況下的方程：上式中等式左邊的矩陣有6N行，從6N行中選出17行組成條件數(shù)最小的方程，假設(shè)選出的方程來自工況1-9：第四步，從式(3)N·(m+n-1)個方程中，選取3m+2n-1個方程，解出開關(guān)阻值x2x3…x3m+2n。第五步，對第四步解出的結(jié)果進(jìn)行誤差分析。更進(jìn)一步，建立方程時僅用3/2接線方式開關(guān)站中的電流量和開關(guān)阻值建立方程，不使用電壓量和其他電氣量，并且需要從開關(guān)站中的所有開關(guān)設(shè)備中選取一個開關(guān)設(shè)備作為標(biāo)準(zhǔn)阻值開關(guān)，將齊次線性方程組轉(zhuǎn)化為非齊次線性方程組。在從N·(m+n-1)個方程中選取的3m+2n-1個方程時選取的組合必須是所有可能組合中系數(shù)矩陣條件數(shù)最小的一組，最后對建立的方程組Ax＝b進(jìn)行誤差分析時采用公式(4)：其中，δA,δb是測量A和b測量誤差組成的矩陣，||||是范數(shù)運算符。第四步中，所述從N·(m+n-1)個方程中，選取3m+2n-1個方程的方法如下：計算從N·(m+n-1)個方程中選取3m+2n-1個方程所有的排列組合，這些排列組合的總數(shù)是也即能構(gòu)成個方程組Ax＝b。計算每個方程組系數(shù)矩陣的條件數(shù)cond(A)，從中選出條件數(shù)最小的方程組。下面對該方法進(jìn)行實驗。以500kV的西津渡開關(guān)站(圖2)做為實驗對象，表1是西津渡開關(guān)站的電流信息表，表1：西津渡開關(guān)站電流信息表由電流信息表可以得到方程組：將上述方程組寫成矩陣形式后，取x1＝1,按照前文方法，挑選出系數(shù)條件數(shù)最小的方程組：計算結(jié)果見圖3，條件數(shù)cond＝42.58,相對誤差＝18.6％。圖4中開關(guān)阻值以比值形式給出。從圖中可以看出，該方法僅需要測量開關(guān)站中的電流值，硬件要求低，計算結(jié)果也符合實際值。以上已以較佳實施例公開了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采用等同替換或者等效變換方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。