[發明專利]一種應用電場強度的敞開式斷路器在線監測系統及方法

在審

• 申請號: 202210274413.3
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114720863A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 湯宗堯;陳昊;張帆;丁昊;何茂慧;王東;張兆君
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司超高壓分公司
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327;G06F30/23
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 鄧東旭

本發明公開了敞開式斷路器在線監測技術領域的一種應用電場強度的敞開式斷路器在線監測系統及方法，包括：提取ABC相斷路器不同位置下的電場強度；基于所提取的電場強度構建電場強度曲線；判斷電場強度曲線是否符合特性曲線規律；當電場強度曲線不符合特性曲線規律時，判定斷路器存在故障并報警，否則判定不存在故障。本發明通過提取敞開式斷路器電場強度的分布規律，為斷路器在線監測系統提供新的參數，提高敞開式斷路器在線監測系統工作效率和故障診斷率以及在不同型號斷路器的通用性。

技術領域

本發明涉及一種應用電場強度的敞開式斷路器在線監測系統及方法，屬于敞開式斷路器在線監測技術領域。

背景技術

斷路器是指能夠關合、承載和開斷正常回路條件下的電流并能在規定的時間內關合、承載和開斷異常回路條件下的電流的開關裝置。斷路器按其使用范圍分為高壓斷路器與低壓斷路器，高低壓界線劃分比較模糊，一般將3kV以上的稱為高壓電器。

斷路器因在變電站的廣泛使用和電流通斷及故障切除的重要功能，已成為保障電網安全穩定運行的重要組成部分。而智能變電站的推廣凸顯了在線監測技術的重要性，準確和快速的故障判斷是在線監測系統的核心。因此，研究應用電場強度作為在線監測的敞開式斷路器在線監測方法，對于提升敞開式斷路器在線監測系統的故障診斷類別和診斷率具有重要意義。

當前敞開式斷路器在線監測的主要指標為振動信號，但傳統的振動信號無法滿足新型智能站斷路器在線監測的要求，目前暫無更好的監測量，目前在線監測參數無法滿足斷路器在線監測的要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種應用電場強度的敞開式斷路器在線監測系統及方法，通過提取敞開式斷路器電場強度的分布規律，為斷路器在線監測系統提供新的參數，提高敞開式斷路器在線監測系統工作效率和故障診斷率以及在不同型號斷路器的通用性。

為達到上述目的，本發明是采用下述技術方案實現的：

第一方面，本發明提供了一種應用電場強度的敞開式斷路器在線監測方法，包括：

提取ABC相斷路器不同位置下的電場強度；

基于所提取的電場強度構建電場強度曲線；

判斷電場強度曲線是否符合特性曲線規律；

當電場強度曲線不符合特性曲線規律時，判定斷路器存在故障并報警，否則判定不存在故障。

進一步的，所述特性曲線規律的獲取方式為：

對斷路器滅弧室進行等效，構建斷路器的理論等效模型；

建立理論等效模型的空間坐標系；

應用模擬電荷法求解理論等效模型在空間的電場；

分別固定YZ、XZ、XY軸坐標，分析電場強度隨X、Y、Z坐標的變化趨勢，得到變化趨勢曲線；

對變化趨勢曲線進行驗證后，作為所述特性曲線規律。

進一步的，對斷路器滅弧室進行等效，構建斷路器的理論等效模型，包括：將滅弧室部分等效為通相電流的有限長導體，同時結合斷路器進出線電纜構建斷路器的理論等效模型。

進一步的，對變化趨勢曲線進行驗證，包括：

建立不同型號不同電壓等級的斷路器ANSYS電磁場仿真模型；

按照實際材料設置仿真材料，按實際電壓等級設置電壓激勵，得到仿真結果；

驗證仿真結果和變化趨勢曲線的一致性；

當仿真結果和變化趨勢曲線一致時，進行實測測試驗證。