[发明专利]一种交流断路器燃弧故障预警方法

说明书

本发明涉及一种交流断路器燃弧故障预警方法，用以通过获取交流断路器动态燃弧模型进行预警，该方法包括以下步骤：1)将交流断路器燃弧过程分为时间连续的三个阶段，包括预击穿阶段、燃弧阶段和熄弧阶段；2)分别获取预击穿阶段、燃弧阶段和熄弧阶段对应的阶段燃弧模型；3)将全部阶段燃弧模型按时间连续接合最终获得交流断路器动态燃弧模型；4)根据交流断路器动态燃弧模型进行断路器燃弧故障预警。与现有技术相比，本发明具有技术支持、更加吻合、符合实际情况等优点。

技术领域

本发明涉及交流断路器故障检测领域，尤其是涉及一种交流断路器燃弧故障预警方法。

背景技术

截至目前国内已建成投运15条长距离超、特高压直流输电线路和3座背靠背换流站。根据规划，近期还将开工建设15项直流工程，总换流容量2.3亿kW，线路全长2.5万km，其中包括14项±800kV和1项±1100kV直流工程。

由于电力电子器件的大量使用，直流输电换流站的交流侧和直流侧均产生了大量的谐波，为了提高电能质量，保障电气设备的稳定运行，交流滤波器被并联在交流母线侧用以滤除系统中大量的谐波，还为直流输电系统提供无功补偿。为保证无功补偿的能力，交流滤波器电路常常配备有高压电容器组，正常运行时，按照日调度计划输出有功功率，这个输出功率一般在70％～100％范围内波动，因此交流滤波器需要频繁的开断和闭合高压容性电路，其运行状态的好坏直接影响直流输电的电能质量和直流系统的稳定。现有的统计结果表明，在已经投运的高压直流换流站里，已经出现了多起交流断路器开断高压容性电路后的燃弧和击穿现象，最终导致断路器爆炸，因此对换流站交流滤波器燃弧和击穿机理的研究具有重要意义。然而，目前没有现有技术能够给出交流断路器燃弧故障时的电弧模型。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种技术支持、更加吻合、符合实际情况的交流断路器燃弧故障预警方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种交流断路器燃弧故障预警方法，用以通过获取交流断路器动态燃弧模型进行预警，该方法包括以下步骤：

1)将交流断路器燃弧过程分为时间连续的三个阶段，包括预击穿阶段、燃弧阶段和熄弧阶段；

2)分别获取预击穿阶段、燃弧阶段和熄弧阶段对应的阶段燃弧模型；

3)将全部阶段燃弧模型按时间连续接合最终获得交流断路器动态燃弧模型；

4)根据交流断路器动态燃弧模型进行断路器燃弧故障预警。

所述的步骤2)中，预击穿阶段的阶段燃弧模型为：

其中，R_j(t)为预击穿阶段的燃弧电阻，c为单位长度电压，l为电弧长度，i为电弧电流，t₁、t₂为预击穿阶段的起止时间点。

所述的步骤2)中，燃弧阶段的阶段燃弧模型为：

R_w(t)＝a

其中，R_w(t)为燃弧阶段的电阻，a为一定值。

所述的步骤2)中，熄弧阶段的阶段燃弧模型为：

其中，R_x(t)为熄弧阶段的燃弧电阻，τ为熄弧时间常数，L为滤波器支路的等效电感，R为滤波器支路的等效电阻。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：