[發明專利]一種斷路器數字仿真裝置及方法

在審

• 申請號: 201711315938.2
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108039102A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 陳鐵;柯顥云;汪長林;胡文斌;甘輝霞
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

本發明公開一種斷路器數字仿真裝置及方法，所述裝置包括操作模塊產生操作分閘信號、操作合閘信號、儲能信號、機構故障信號、介質故障信號、打壓信號；機構模塊根據操作分閘信號、操作合閘信號、儲能信號、機構故障信號和觸頭狀態確定機構分操作狀態、機構合操作狀態和機構故障狀態；觸頭模塊根據機構分操作狀態和機構合操作狀態確定觸頭狀態；介質模塊根據介質故障信號和打壓信號、機構分操作狀態和機構合操作狀態確定介質狀態；斷路器模塊根據機構故障狀態、觸頭狀態和介質狀態確定斷路器狀態，在仿真培訓中能夠簡易準確、實時描述斷路器的工作過程，克服傳統仿真結果容易發散，且實時性方面也難以滿足要求的問題。

技術領域

本發明涉及電氣設備仿真技術領域，特別是涉及一種斷路器數字仿真裝置及方法。

背景技術

高壓斷路器是電力系統重要的保護設備，廣泛用于110kV及以上電壓等級的高壓系統中。斷路器操作及故障處理是現場運行工作人員必須要掌握的基本技能，模擬斷路器的操作過程及模擬典型故障的各種現象，對斷路器的分合進行全過程仿真，可以有效提升工作人員的操作技能。

斷路器的分合閘過程由操作機構、滅弧室及觸頭等部分共同完成，當需要進行分合閘操作時，運行人員控制能源釋放來驅動操作機構，操作機構控制觸頭的分合；在分閘的過程中會形成電弧，滅弧室進行滅弧，電弧熄滅，則分閘成功；電弧重燃，則分閘不成功。仿真培訓對模型的穩定性、實時性及操作性有較高的要求，對精確度的要求相對較低，只要仿真的現象與實際現象一致即可滿足要求。目前斷路器仿真模型包括反映斷路器操作機構、傳動機構、滅弧室的氣動及機械特性的動力學模型，反映電弧電磁暫態特性的模型，以上兩種仿真模型主要用于對機構特性和電弧特性進行分析、研究及優化設計等方面，具有精度高的優點，但上述仿真模型的實時性和穩定稍差，在仿真培訓中一旦進行反復的操作演練，仿真結果容易發散，且實時性方面也難以滿足要求。斷路器仿真模型還包括僅考慮觸頭的分/合狀態的邏輯模型。后者過于簡單，不能反應完整的分合過程及各部分在分合中的作用，達不到培訓的要求。

基于上述問題，如何簡易準確、實時描述斷路器的工作過程成為本領域亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種斷路器數字仿真裝置及方法，以實現簡易準確、實時描述斷路器的工作過程。

為實現上述目的，本發明提供一種斷路器數字仿真裝置，所述裝置包括：操作模塊、機構模塊、觸頭模塊、介質模塊、斷路器模塊；

所述操作模塊，用于產生操作分閘信號、操作合閘信號、儲能信號、機構故障信號、介質故障信號、打壓信號；

所述機構模塊，分別與所述操作模塊、所述觸頭模塊相連，用于根據所述操作模塊發送的操作分閘信號、操作合閘信號、儲能信號、機構故障信號和所述觸頭模塊發送的觸頭狀態確定機構狀態；所述機構狀態包括機構分操作狀態、機構合操作狀態和機構故障狀態；

所述觸頭模塊，與所述機構模塊相連，用于根據所述機構模塊發送的機構分操作狀態和機構合操作狀態確定觸頭狀態；

所述介質模塊，分別與所述操作模塊、所述機構模塊相連，用于根據所述操作模塊發送的介質故障信號和打壓信號、所述機構模塊發送的機構分操作狀態和機構合操作狀態確定介質狀態；

所述斷路器模塊，分別與所述機構模塊、所述觸頭模塊、所述介質模塊相連，用于根據所述機構模塊發送的機構故障狀態、所述觸頭模塊發送的觸頭狀態和所述介質模塊發送的介質狀態確定斷路器狀態。

可選的，所述機構模塊包括：

故障確定單元，與所述操作模塊相連，用于根據所述操作模塊發送的機構故障信號確定機構故障狀態和儲能故障狀態；