[發明專利]一種交流斷路器燃弧故障預警方法

有效

• 申請號: 201710111261.4
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106877331B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（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）人: 國網上海市電力公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02H7/22
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

本發明涉及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燃弧模型進行預警，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；3)將全部階段燃弧模型按時間連續接合最終獲得交流斷路器動態燃弧模型；4)根據交流斷路器動態燃弧模型進行斷路器燃弧故障預警。與現有技術相比，本發明具有技術支持、更加吻合、符合實際情況等優點。

技術領域

本發明涉及交流斷路器故障檢測領域，尤其是涉及一種交流斷路器燃弧故障預警方法。

背景技術

截至目前國內已建成投運15條長距離超、特高壓直流輸電線路和3座背靠背換流站。根據規劃，近期還將開工建設15項直流工程，總換流容量2.3億kW，線路全長2.5萬km，其中包括14項±800kV和1項±1100kV直流工程。

由于電力電子器件的大量使用，直流輸電換流站的交流側和直流側均產生了大量的諧波，為了提高電能質量，保障電氣設備的穩定運行，交流濾波器被并聯在交流母線側用以濾除系統中大量的諧波，還為直流輸電系統提供無功補償。為保證無功補償的能力，交流濾波器電路常常配備有高壓電容器組，正常運行時，按照日調度計劃輸出有功功率，這個輸出功率一般在70％～100％范圍內波動，因此交流濾波器需要頻繁的開斷和閉合高壓容性電路，其運行狀態的好壞直接影響直流輸電的電能質量和直流系統的穩定?，F有的統計結果表明，在已經投運的高壓直流換流站里，已經出現了多起交流斷路器開斷高壓容性電路后的燃弧和擊穿現象，最終導致斷路器爆炸，因此對換流站交流濾波器燃弧和擊穿機理的研究具有重要意義。然而，目前沒有現有技術能夠給出交流斷路器燃弧故障時的電弧模型。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種技術支持、更加吻合、符合實際情況的交流斷路器燃弧故障預警方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

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燃弧模型進行預警，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；

3)將全部階段燃弧模型按時間連續接合最終獲得交流斷路器動態燃弧模型；

4)根據交流斷路器動態燃弧模型進行斷路器燃弧故障預警。

所述的步驟2)中，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。

所述的步驟2)中，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。

所述的步驟2)中，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，L為濾波器支路的等效電感，R為濾波器支路的等效電阻。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：