一种断路器短路开断电流的检测方法及装置与流程

本发明涉及变电测量仿真领域，尤其涉及一种断路器短路开断电流的检测方法及装置。

背景技术：

1、高压sf6断路器在电力系统中担负着控制和保护的双重功能，在110kv及以上电压等级的输电系统中，断路器是整个电力系统正常运行的保障，对电力系统的安全运行起着至关重要的作用。然而，sf6断路器开断过程复杂，且存在不确定性和多物理场的耦合相互动态作用，开断性能也受多种因素影响，如试验研究周期长、成本高，仿真计算成本低、效率高等。当前研究多集中研究单一因素对断路器开断性能影响，缺乏多因素共同作用下的影响研究，更缺乏对最大开断电流能力评估和带电检测的研究。

技术实现思路

1、本发明提供了一种断路器短路开断电流的检测方法及装置，能够对断路器的短路开断电流进行带电检测。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种断路器短路开断电流的检测方法，包括：

3、根据预设断路器的开断工况，获取第一数据；

4、根据所述第一数据得到第一曲线；其中，所述第一曲线为断路器介质特性恢复电压曲线；

5、通过对所述第一曲线进行调整，以使所述第一曲线与预设瞬态恢复电压曲线相切，并将调整后的所述第一曲线设为第二曲线；

6、将所述第二曲线对应的断路器开断短路电流确定为断路器的最大短路开断电流，完成检测；

7、通过所述第一数据获取所述第一曲线后，对所述第一曲线进行调整获得所述第二曲线，并通过所述第二曲线确定断路器的最大短路开断电流，无需对断路器进行停电与外接电源，有助于确保断路器在实际运行中能够有效地应对各种工况；并且能够为断路器的设计和性能评估提供重要依据，用以保障电力系统的安全、高效和稳定运行。

8、作为优选方案，所述根据预设断路器的开断工况，获取所述第一数据，具体为：

9、根据预设需求对所述断路器的开断工况进行设计选择，并获取所述断路器开断过程中的机械特性和弧触头状态；

10、根据所述机械特性、弧触头状态和所述开断工况，通过仿真计算得到所述第一数据；其中，所述第一数据为所述断路器的灭弧室内的sf6气体的电场、气压和温度分布；

11、根据实际需求选择所述开断工况，并且机械特性和弧触头状态参数可由所述断路器直接获取，能够安全、高效地对所述断路器短路最大开断电流进行检测。

12、作为优选方案，所述根据所述第一数据得到第一曲线，具体为：

13、根据预设sf6气体最低击穿电压与所述第一数据设定经验公式，根据所述经验公式得到第一击穿电压；其中，所述第一击穿电压为sf6气体击穿电压；

14、根据所述第一击穿电压，将所述断路器开断全过程中的灭弧室内sf6气体所能承受的最低气体击穿电压绘制成曲线，得到所述第一曲线；

15、通过设定经验公式并计算得到所述第一击穿电压，并将其用于绘制所述第一曲线，能够用于评估所述断路器在开断过程中的气体击穿情况，有助于设计和评估断路器的性能，确保其在实际运行中能够可靠地进行灭弧操作，保障电力系统的安全运行。

16、作为优选方案，所述根据预设sf6气体最低击穿电压与所述第一数据设定经验公式，所述经验公式具体为：

17、

18、其中，ub为所述sf6气体击穿电压，n为气体密度，e为电场强度，u为电压，p为气压，t为温度；

19、通过对所述经验公式进行定义，能够用于准确得到sf6气体的击穿电压，用于后续绘制所述第一曲线。

20、作为优选方案，所述通过对所述第一曲线进行调整，以使所述第一曲线与预设瞬态恢复电压曲线相切，并将调整后的所述第一曲线设为第二曲线，具体为：

21、通过对经过所述断路器的电流值进行调整，使得所述弧触头所生成的电流电弧中的带电粒子浓度发生变化，进而使得所述电流电弧所产生的热量发生变化后，所述第一数据根据温度变化而发生改变；

22、根据改变后的所述第一数据生成第二击穿电压，并根据所述第二击穿电压调整所述第一曲线，以使所述第一曲线与所述瞬态恢复电压曲线相切，并将调整后的所述第一曲线设为第二曲线；

23、通过对所述断路器的电流值进行调整来改变热量，用以改变所述第一数据，影响所述第一曲线的绘制，能够调整所述第一曲线，使所述第一曲线能与所述瞬态恢复电压曲线相切，得到所述第二曲线，用以得到断路器最大短路开断电流，使所述断路器更加适应实际工作环境，提高了设备的可靠性和安全性。

24、相应的，本发明还提供了一种断路器短路开断电流的检测装置，包括：数据获取模块、曲线获取模块、曲线调整模块和电流确定模块；

25、其中，所述数据获取模块用于根据预设断路器的开断工况，获取第一数据；

26、所述曲线获取模块用于根据所述第一数据得到第一曲线；其中，所述第一曲线为断路器介质特性恢复电压曲线；

27、所述曲线调整模块用于通过对所述第一曲线进行调整，以使所述第一曲线与预设瞬态恢复电压曲线相切，并将调整后的所述第一曲线设为第二曲线；

28、所述电流确定模块用于将所述第二曲线对应的断路器开断短路电流确定为断路器的最大短路开断电流，完成检测；

29、所述断路器短路开断电流的检测装置通过所述第一数据获取所述第一曲线后，对所述第一曲线进行调整获得所述第二曲线，并通过所述第二曲线确定断路器的最大短路开断电流，无需对断路器进行停电与外接电源，有助于确保断路器在实际运行中能够有效地应对各种工况；并且能够为断路器的设计和性能评估提供重要依据，用以保障电力系统的安全、高效和稳定运行。

30、作为优选方案，所述数据获取模块根据预设断路器的开断工况，获取所述第一数据，具体为：

31、所述数据获取模块根据预设需求对所述断路器的开断工况进行设计选择，并获取所述断路器开断过程中的机械特性和弧触头状态；

32、所述数据获取模块根据所述机械特性、弧触头状态和所述开断工况，通过仿真计算得到所述第一数据；其中，所述第一数据为所述断路器的灭弧室内的sf6气体的电场、气压和温度分布；

33、所述数据获取模块根据实际需求选择所述开断工况，并且机械特性和弧触头状态参数可由所述断路器直接获取，能够安全、高效地对所述断路器短路最大开断电流进行检测。

34、作为优选方案，所述曲线获取模块根据所述第一数据得到第一曲线，具体为：

35、所述曲线获取模块根据预设sf6气体最低击穿电压与所述第一数据设定经验公式，根据所述经验公式得到第一击穿电压；其中，所述第一击穿电压为sf6气体击穿电压；

36、所述曲线获取模块根据所述第一击穿电压，将所述断路器开断全过程中的灭弧室内sf6气体所能承受的最低气体击穿电压绘制成曲线，得到所述第一曲线；

37、所述曲线获取模块通过设定经验公式并计算得到所述第一击穿电压，并将其用于绘制所述第一曲线，能够用于评估所述断路器在开断过程中的气体击穿情况，有助于设计和评估断路器的性能，确保其在实际运行中能够可靠地进行灭弧操作，保障电力系统的安全运行。

38、作为优选方案，所述曲线获取模块根据预设sf6气体最低击穿电压与所述第一数据设定经验公式，所述经验公式具体为：

39、

40、其中，ub为所述sf6气体击穿电压，n为气体密度，e为电场强度，u为电压，p为气压，t为温度；

41、所述曲线获取模块通过对所述经验公式进行定义，能够用于准确得到sf6气体的击穿电压，用于后续绘制所述第一曲线。

42、作为优选方案，所述曲线调整模块通过对所述第一曲线进行调整，以使所述第一曲线与预设瞬态恢复电压曲线相切，并将调整后的所述第一曲线设为第二曲线，具体为：

43、所述曲线调整模块通过对经过所述断路器的电流值进行调整，使得所述弧触头所生成的电流电弧中的带电粒子浓度发生变化，进而使得所述电流电弧所产生的热量发生变化后，所述第一数据根据温度变化而发生改变；

44、所述曲线调整模块根据改变后的所述第一数据生成第二击穿电压，并根据所述第二击穿电压调整所述第一曲线，以使所述第一曲线与所述瞬态恢复电压曲线相切，并将调整后的所述第一曲线设为第二曲线；

45、所述曲线调整模块通过对所述断路器的电流值进行调整来改变热量，用以改变所述第一数据，影响所述第一曲线的绘制，能够调整所述第一曲线，使所述第一曲线能与所述瞬态恢复电压曲线相切，得到所述第二曲线，用以得到断路器最大短路开断电流，使所述断路器更加适应实际工作环境，提高了设备的可靠性和安全性。