[发明专利]高压交流断路器T100a开断试验最后电流半波参数计算方法

权利要求书

1.高压交流断路器T100a开断试验最后电流半波参数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定三相短路故障合闸的工况，具体分为三相同期合闸和三相非同期合闸，三相非同期合闸又包括A、B相预先合闸，B、C相预先合闸和C、A相预先合闸三种情况；设定A、B、C三相电压的表达式为：

式中，a为A相电压的起始相位角，ω为角频率，U_m为相电压幅值；

2)由短路故障合闸工况，并结合A、B、C三相电压的表达式，计算出对应的短路电流的数学表达式；

3)根据断路器的分闸时刻和最短开断时间，结合三相合闸以后电流的表达式，计算首开相的电流过零时刻t₀和电流零点的直流分量的标幺值p₁，以及A、B、C三相在t₀时刻前的第一个过零点t_Apre、t_Cpre、t_Bpre；

4)由感性回路的电流连续性原理，得出首开相过零开断后，从t₀时刻起，晚开两相的电流数学表达式，以及晚开两相的过零时刻t_post和电流零点直流分量的标幺值p₂、p₃，且存在p₂＝p₃，进一步由电流零点的直流分量计算得出电流零点di/dt，计算的函数关系为：

式中，当为首开相时k＝1，当为晚开相时k＝0.58；“+”表示大半波末开断，“-”表示小半波末开断；ω为角频率，f为工频频率，p为电流零点直流分量，I_m为电流交流分量峰值；

5)假设A相为首开相，则得出A相电流半波持续时间为Δt_A＝t₀-t_Apre，B相电流半波持续时间为Δt_B＝t_post-t_Bpre，C相电流半波持续时间为Δt_C＝t_post-t_Cpre；进一步分别在时间区间(t_Apre，t₀)、(t_Bpre，t_post)、(t_Cpre，t_post)上搜索A、B、C三相电流的峰值I_Apeak、I_Bpeak、I_Cpeak。

2.根据权利要求1所述的高压交流断路器T100a开断试验最后电流半波参数计算方法，其特征在于：步骤2)中，三相同期合闸的情况下，根据A、B、C三相电压的表达式，得出短路电流表达式为：

式中，a为A相电压的起始相位角，ω为角频率，为回路功率因数角，I_m为电流交流分量峰值。

3.根据权利要求1所述的高压交流断路器T100a开断试验最后电流半波参数计算方法，其特征在于：步骤2)中，三相非同期合闸的情况下，以A、B相预先合闸，且经过ΔT时间间隔后C相合闸为例：在ΔT时刻前，A、B短路电流由电源电压U_AB的计算得出；在ΔT时刻，由电压的表达式得出A、B、C三相电流的交流分量，且根据感性回路电流连续性原理可以得出A、B、C三相电流的直流分量；进一步可以得出ΔT时刻以后A、B、C三相短路电流；A、B、C三相短路电流在合闸期间的表达式为：

当

当

式中：为ΔT^-时刻A、B、C三相短路电流的瞬时值，为ΔT⁺时刻A、B、C三相短路电流的交流分量瞬时值，为ΔT⁺时刻A、B、C三相短路电流的直流分量瞬时值；

同理，以B、C相预先合闸和以C、A相预先合闸的情况根据A、B相预先合闸得出对应的表达式。

4.根据权利要求1所述的高压交流断路器T100a开断试验最后电流半波参数计算方法，其特征在于：步骤4)中，由t≥ΔT时，A、B、C三相短路电流表达式计算出首开相的过零时刻t₀，根据感性回路电流连续性原理得出晚开两相电流的表达式：以A相首开相为例：在t₀时刻A相过零开断，由电源电压U_BC计算得出B、C相电流的交流分量，且根据感性回路电流连续性原理得出B、C相电流的直流分量，B、C三相短路电流表达式为：

式中，为t₀时刻C相电流瞬时值，为t₀时刻C相电流交流分量瞬时值；

同理，以B或C相首开的情况可以根据A相首开得出对应的表达式。