[發明專利]一種直流串聯故障電弧模型仿真方法

有效

• 申請號: 201810015232.2
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN108363831B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 楊軍;曾澤宇;李正曦;楊立濱;宋銳;熊蘭;楊子康
• 申請（專利權）人: 國網青海省電力公司;國網青海省電力公司電力科學研究院;重慶大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種直流串聯故障電弧模型仿真方法，其特征在于：該方法包含如下步驟：

S1：搭建直流串聯故障電弧測試平臺，并進行試驗，測量記錄電源電壓、電弧間距和電弧電壓、電弧電流；所述直流串聯故障電弧測試平臺包含電弧發生裝置，所述電弧發生裝置包含兩個絕緣夾具，其中一個絕緣夾具的一端固定在固定底座上，另一端夾住靜止電極，另一個絕緣夾具的一端固定在滑動塊上，另一端夾住活動電極，所述固定底座上設置有刻度，所述滑動塊通過側面調節器實現滑動塊在固定底座上滑動調節，所述電弧發生裝置連接至直流穩壓電源；具體包含如下步驟：

S11：設置直流穩壓電源的輸出電壓，調節側面調節器，使得靜止電極與活動電極完全接觸，讓整個試驗回路閉合，開始試驗；

S12：通過示波器記錄正常情況下電弧發生裝置兩端的電壓電流波形；

S13：緩慢調節側面調節器使活動電極與靜止電極之間的距離，直至距離剛好使得電弧自然熄滅，記錄下此時的輸出電壓與最大燃弧距離；

S14：改變直流穩壓電源的輸出電壓，重復步驟S13記錄下不同電壓下的最大燃弧距離；

S15：分斷試驗電路，重置直流穩壓電源的輸出電壓，并調節側面調節器，使得靜止電極與活動電極完全接觸，讓整個試驗回路閉合，開始試驗；

S16：通過調節側面調節器使活動電極與靜止電極之間的距離達到設定值，通過示波器記錄電弧在該距離下的電弧電壓和電弧電流；

S17：改變直流穩壓電源的輸出電壓，重復步驟S16，記錄在相同距離和不同電壓下的電弧電壓和電弧電流；

S2：根據測量記錄的電弧電壓和電弧電流計算電弧電阻，分析電弧電阻和電源電壓、電弧間距的關系，進行公式擬合；具體為：

S21：根據測量得到的電弧電壓和電弧電流，分別計算電弧電壓和電弧電流的平均值，求取電弧電阻；

S22：擬合出電弧電阻和電源電壓、電弧間距的數學模型為，

R＝C₁+C₂·U+C₃·D+C₄·U·D

其中，C₁、C₂、C₃、C₄為計算系數，U為電源電壓，D為電弧間距；

S3：根據擬合獲得的公式，通過Matlab/Simulink建立直流故障電弧的仿真模型；

S4：設置仿真參數，運行仿真模型，輸出仿真結果，并與實測的結果進行對比。

2.根據權利要求1所述的一種直流串聯故障電弧模型仿真方法，其特征在于：所述直流穩壓電源通過限流電阻連接至所述電弧發生裝置。

3.根據權利要求1所述的一種直流串聯故障電弧模型仿真方法，其特征在于：所述側面調節器的調節方式包含旋鈕粗調和步進電機精調。

4.根據權利要求1所述的一種直流串聯故障電弧模型仿真方法，其特征在于：步驟S3具體為：根據獲得的數學模型，在Matlab/Simulink中建立直流故障電弧的仿真模型，并根據實際情況對仿真模型輸出的電弧電壓、電弧電流添加白噪聲。