[發(fā)明專利]一種交流斷路器燃弧故障預警方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710111261.4
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106877331B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設計）人: 周孝法;傅堅;刁冠勛;王和杰;吳劍敏;周徐達;肖燁輝;閆全全;王長春;魯小芬
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)上海市電力公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02H7/22
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

1.一種交流斷路器燃弧故障預警方法，用以通過獲取交流斷路器動態(tài)燃弧模型進行預警，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)將交流斷路器燃弧過程分為時間連續(xù)的三個階段，包括預擊穿階段、燃弧階段和熄弧階段；

2)分別獲取預擊穿階段、燃弧階段和熄弧階段對應的階段燃弧模型，預擊穿階段的階段燃弧模型為：

其中，R_j(t)為預擊穿階段的燃弧電阻，c為單位長度電壓，l為電弧長度，i為電弧電流，t₁、t₂為預擊穿階段的起止時間點；

燃弧階段的階段燃弧模型為：

R_w(t)＝a

其中，R_w(t)為燃弧階段的電阻，a為一定值；

熄弧階段的階段燃弧模型為：

其中，R_x(t)為熄弧階段的燃弧電阻，τ為熄弧時間常數(shù)，L為濾波器支路的等效電感，R為濾波器支路的等效電阻；

3)將全部階段燃弧模型按時間連續(xù)接合最終獲得交流斷路器動態(tài)燃弧模型；

4)根據(jù)交流斷路器動態(tài)燃弧模型進行斷路器燃弧故障預警，具體的預警步驟如下：

41)正常運行中，斷路器處于斷開狀態(tài)，電路中電流為0，若在某一時刻t₁濾波器支路首次出現(xiàn)電流的絕對值|i_c(t₁)|≥0.01，直至時刻t₂，電流的絕對值為|i_c(t₂)|＜0.01且在接下來的1ms內(nèi)，濾波器支路的電流始終滿足|i_c(t)|＜0.01，則初步認為斷路器發(fā)生了燃弧故障，此時的燃弧故障稱為偽燃弧故障；

42)在偽燃弧故障階段，故障濾波器需要記錄燃弧開始時間t₁、結(jié)束時間t₂，母線側(cè)電壓U(t)和電流實測燃弧電流i_c(t)，根據(jù)燃弧模型，得到在理想情況下的動態(tài)電弧電阻R_m(t)；

43)根據(jù)記錄的母線側(cè)電壓U(t)和燃弧電流i_c(t)，求得實際的燃弧電阻R_c(t)，公式如下：

44)將兩個燃弧電阻R_m(t)和R_c(t)寫成兩個一維數(shù)組R_m(n)和R_c(n)，n＝1,2,…,N，則計算R_m(n)和R_c(n)的相關(guān)系數(shù)α_mc，計算式如下：

其中，為依據(jù)模型求得的電弧電阻R_m(t)的平均值，為實際錄波數(shù)據(jù)求得的電弧電阻R_c(t)的平均值；

5)當α_mc≥0.8時，說明模擬電弧電阻與實際電弧電阻具有較強的相似性，則認為此時的偽燃弧階段即為實際燃弧階段，系統(tǒng)發(fā)出交流斷路器燃弧故障預警信號，交流斷路器等待進一步檢修，若α_mc＜0.8時，說明模擬電弧電阻與實際電弧電阻的相似性較弱，則認為此階段的交流斷路器未處于出現(xiàn)燃弧過程，交流斷路器正常運行，預警過程結(jié)束。