断路器在线运行能力简易评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电力自动化技术领域，特别设及一种断路器在线运行能力评价方法。
【背景技术】
[0002] 当发生短路故障后，短路电流产生的热效应和机械效应会对断路器产生不利影 响。W往对运种不利影响的研究多用于断路器的制造。运种事前计算方法限于电网接线方 式、运行方式的不确定，多基于理想化假设条件，无法做到精确计算从而实时监测断路器运 行状态。另外W往研究仅考虑单次短路，没有考虑多次短路带来的累积效应，运导致变电站 运行维护过程中，短路故障发生后，断路器的运行状态无法做到精确跟踪。
[0003] 为了监测断路器的运行状态，一些变电站内安装了断路器在线监测设备，在线监 测设备可W监测计算单次短路的热效应和机械效应。但在线监测设备的部署也带来了成本 增加、安装复杂、配置繁琐等问题；另外在线监测设备无法统计多次短路带来的综合累积效 应，实际使用效果不佳。
【发明内容】
[0004] 发明目的： 阳〇化]针对现有技术的缺陷和不足，本发明提供一种断路器运行能力评价的简易方法， 利用变电站监控的全景数据优势，依据保护装置或录波装置上送的故障短路时刻波形，通 过波形分析、历史数据综合分析等手段，进行精确实时计算从而获知断路器运行能力的评 价，并且可W将评价结果转换为状态量和数值量，W可视化方式展现出来。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：断路器在线运行能力评价方法，包括 W下步骤：
[0007] 步骤（1)，定义判断短路故障发生的条件；
[0008] 步骤（2)，配置短路故障前后，表征断路器电流波形的数据源；
[0009] 步骤（3)，根据步骤（1)定义的条件，当监测到系统发生短路故障后，从步骤（2)中 配置的数据源获得当前动作断路器对应的故障电流波形；
[0010] 步骤（4)，根据步骤（3)获得的故障电流波形，计算本次短路故障对断路器产生的 热效应和机械效应；
[0011] 步骤巧），根据步骤（4)的计算结果，综合W往短路故障的计算结果，推导出本断 路器累积热效应和机械效应；
[0012] 步骤化)，将步骤（5)获得的累积热效应和机械效应，和预定的告警阔值比较，获 得评价结果的状态值，并通过监控的监视窗口可视化展示。
[0013] 进一步的，所述步骤（1)中，短路故障发生条件定义为遥信动作、遥信返回、一定 时间内遥测值大于设定值，当存在多种条件时，各种条件之间通过与、或、非逻辑运算输出 定义结果。
[0014] 进一步的，所述步骤似中，当某个保护装置保护的对象（例如线路）发生短
[0015] 路时，保护装置会跳开此对象上的断路器，因此可W将此保护装置和断路器
[0016] 进行关联，作为获取断路器短路电流波形的数据源。当发生短路故障时，可
[0017]W根据此保护装置的故障电流波形来计算断路器的热效应、机械效应。
[0018] 进一步的，所述步骤（3)中，当短路故障发生时，根据步骤（2)的关联关系，监控系 统通过和保护装置进行通信，获得保护装置的故障电流波形。
[0019] 进一步的，所述步骤（4)中，实时计算本次短路故障对断路器产生的热效应和机 械效应方法如下：
[0020] 热效应计算方法：
[0021]
式（1)
[0022] 式（1)中，Qd表示本次短路故障对断路器产生的热效应，im表示每次采样时短路 电流的实际值，tm表示当前采样距离下次采样的时间间隔，tm开始于短路故障发生时刻，结 束于短路故障结束时刻。
[0023] 机械效应计算方法：
[0024]ip= max(i0, ii，iz.. . 〇 式似
[00巧]式（2)中，ip表示本次短路故障对断路器产生的机械效应，i。表示每次采样时短 路电流的实际值。
[00%] 进一步的，所述步骤巧）中，计算短路故障对断路器产生的热效应和机械效应累 积值，方法如下：
[0027] 热效应累积值计算方法： 阳02引
式（3)
[0029] 式（3)中，Qg表示上次检修后短路故障对断路器产生的热效应累积值，鑛表示第 i次短路发生后热效应值，ti表示第i次短路与当前时刻的时间间隔，C为调整系数，与断 路器的型号有关。
[0030] 机械效应累积值计算方法： 阳〇3U
式（4)
[0032] 式（4)中，L表示上次检修后短路故障对断路器产生的机械效应累积值，表示 第n次短路发生后机械效应值。
[0033] 进一步的，所述步骤化）中，将计算出的热效应和机械效应累积值与断路器预先 设定的阔值比较，转换为状态量显示在监控系统在线运行画面，便于变电站运行维护人员 使用。同时将热效应和机械效应累积值、上次短路的热效应和机械效应值显示在变电站监 控系统在线运行画面，用于分析断路器运行状态趋势。 阳034] 机械效应累积值转换为状态量方法： 阳03引
式巧）
[0036] 式巧）中，S表示状态量值，其中等于0表示正常，等于1表示异常，等于2表示告 警，D为步骤（5)计算出来的热效应和机械效应累积值，D。为根据断路器型号预先设定好的 异常限值，化为根据断路器型号预先设定好的告警限值。
[0037] 本发明提供一种方法与系统，利用变电站监控的全数据优势，结合波形分析，通过 数据分析模块和数据展现模块，进行精确实时计算从而获知断路器运行能力的评价，数据 展现模块将评价结果转换为状态量和数值量，W可视化方式展现出来。对断路器运行能力 提供量化的分析结果，为运行和维护人员提供更为直观展示方式，保障变电站设备的安全 稳定运行。
【附图说明】
[0038] 图1是本发明的总体流程示意图。
[0039] 图2是本发明的短路故障发生条件定义示意图。
[0040] 图3是本发明设及的短路故障波形示意图。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：
[0042] 参见图1，本断路器在线运行能力简易评价方法，包括W下步骤：
[0043] 第一步，根据不同的断路器定义不同的短路故障发生条件，短路故障发生条件定 义为遥信动作、遥信返回、一定时间内遥测值大于设定值，当存在多种条件时，各种条件之 间通过与、或、非逻辑运算输出定义结果。具体可参见图2。
[0044] 监控系统中可W通过保护动作+断路器分闽动作判定发生了短路故障
[0045] 短路故障发生条件定义后存储到变电站监控系统数据库中。数据库中的记录表 FaultT油le内容如下：
[0046] [保护动作1，断路器分闽动作1]
[0047] [保护动作2,断路器分闽动作2]
[0048] … W例[保护动作n，断路器分闽动作n]
[0050] 第二步，根据短路故障发生条件中的保护动作、断路器分闽动作，找到对应的保 护装置、断路器，并扩充FaultTable表，加入保护装置的编号、断路器的编号。扩充后的 FaultT油le表如下：
[0051] [保护动作1，断路器分闽动作1，保护装置ID1，断路器ID1]
[0052] [保护动作2,断路器分闽动作2,保护装置ID2,断路器ID2]
[0053] …
[0054] [保护动作n，断路器分闽动作n，保护装置IDn，断路器IDn]
[0055] 第=步，变电站监控系统都具备实时获取保护动作、断路器分合的事件顺序记录 (SO巧信号，并通过MMS等协议获取保护装置的短路故障录波波形文件的功能。
[0056] 当监控系统接收