基于母线转换电流分析的热倒母线合闸动作状态监测方法与流程

本发明涉及的是一种基于母线转换电流分析的热倒母线合闸动作状态监测方法，属于电力系统自动化技术领域。

背景技术：

开关设备，包括断路器和隔离开关等，是电力系统中的重要设备之一，其运行状态直接影响着电力系统的运行稳定性和供电可靠性，开关类设备是瞬动式的设备, 在正常运行中其机构处于静止状态, 偶而进行的操作或事故动作, 其过程又极为短暂和高速，因而给监测带来很大困难，过去的经验是建立定期的停运检修制度, 这种预防性的检修制不能及时的发现故障, 盲目性大，过度的检修操作甚至还降低了开关的机械寿命。

目前的技术大部分是针对开关设备机械特性的测量，且是基于间接量的测量，其有效性和可靠性还有待提高。开关刀闸操作后，由于种种原因，可能出现监控后台及现场显示分合成功，但实际触头分合不到位的情况，从而引起电网安全事件，造成相当大的经济损失和严重的社会影响。

开关操作一般对应明显的电流/电压变化，进而引起周围电磁场变化，例如，热倒母线操作时，隔离开关上将流过明显的母线转换暂态电流，在开关接触良好的时候，转换电流比例和和主接线方式强相关，近似为一常数，当开关操作没有成功和接触不良（存在一定接触电阻）的情况下，转换电流比例将发生明显变化，考虑到双母线接线时，母联开关位置靠近母线中部，或者靠近负荷较大的进出线间隔并使进出线对称母联，因此，在热倒母线操作后，若合闸操作成功且实际触头接触良好，则双母线进线端的稳态电流值应近似相同，属于同一数量级。

对于具备一定规模的电网而言，出线处的总电流值在短时间内变化应较为平缓，因此，在进行热倒母线合闸操作前后，可认为总出线处的电流值变化很小。

技术实现要素：

本发明提出的是一种基于母线转换电流分析的热倒母线合闸动作状态监测方法，其目的旨在能准确判断隔离开关是否合闸到位。

本发明的技术解决方案：基于母线转换电流分析的热倒母线合闸动作状态监测方法，包括如下步骤：

（1）在预定的频率范围内，利用内置电流传感器测量已经完成合闸动作的隔离开关上的电流，获得电流的有效值I1；

（2）从变电站后台读取出线总电流的有效值I；

（3）计算I1与I的比值k；

（4）根据步骤（3）中电流比值k是否在整定范围内,判断热倒母线操作是否合闸成功，如合闸未成功，则给出合闸不成功的提示。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明相较于开关设备机械位置的间接监测方法，本发明属于从电气量直接观察和判定，更加可靠有效，可提高电网运行的安全性。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

图2为本发明的热倒母线操作示意图。

图3为本发明的合闸操作成功的等效电路图。

图4为本发明的合闸操作不成功的等效电路图。

具体实施方式

基于母线转换电流分析的热倒母线合闸动作状态监测方法，包括如下步骤：

（1）在预定的频率范围内，利用内置电流传感器测量已经完成合闸动作的隔离开关上的电流，获得电流的有效值I1；

（2）从变电站后台读取出线总电流的有效值I；

（3）计算I1与I的比值判据k；

（4）根据步骤（3）中电流比值k是否在预定范围内，判断热倒母线操作是否合闸成功，如合闸未成功，则给出合闸不成功的提示。

所述步骤（1）与步骤（2）中的测量频率范围为f=45Hz～55Hz。

所述步骤（3）中比值判据k的计算公式为

。

所述步骤（4）中的比值判据范围为0.2～0.8，如果步骤（3）中的比值k满足0.2<k<0.8，即可判断本次热倒母线操作合闸成功。

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1、图2所示，图2中隔离开关DS11原来打开，进行合闸动作；隔离开关DS12闭合。I为双母出线总电流的有效值，I1为流过隔离开关DS11的电流的有效值，I2为流过隔离开关DS12的电流的有效值。

判断的整定依据和算例：

若隔离开关DS11合闸操作成功，且接触良好，图3给出了等效电路图，图中AC为代表双母出线总电流的电流源，z为双母出线的等效负荷。有如下关系存在：

式中：i1 流过隔离开关DS11的电流，i2 流过隔离开关DS12的电流，z1为i1流通路径的阻抗，z2为i2流通路径的阻抗；u为z1上的电压。

由双母线接线的布局原则可知，母联开关位置靠近母线中部，或者靠近负荷较大的进出线间隔并使进出线对称母联，亦即z1和z2大致相等，所以判据k的范围可取0.2～0.8。

例如，取典型值z1=0.5 mΩ，z2=1 mΩ，则有，该电流比值在判据范围内，故可判断本次热倒母线操作合闸成功且接触良好。

再如，若合闸操作接触不良，则会在i1通路上增加一个接触电阻zj，图4给出了等效电路图。有如下关系存在：

由于接触电阻一般来说比母线电阻大，取典型值zj=15 mΩ，则有，该比值在判据范围外，故可判断本次热倒母线操作合闸接触不良。

再如，若合闸操作完全不成功，则接触电阻zj=∞，那么，该电流比值在整定范围外，故判断本次热倒母线操作合闸未成功。

根据上述计算过程可知，发明中的I1为i1的有效值，I2为i2的有效值，I为i的有效值。