一种机械式直流断路器状态评估方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种机械式直流断路器状态评估方法、系统及介质，包括以下步骤：获取目标机械式直流断路器的主支路主断路器电流数据i

【技术实现步骤摘要】
一种机械式直流断路器状态评估方法、系统及介质


[0001]本专利技术属于电力设备监测
，具体属于一种机械式直流断路器状态评估方法、系统及介质。

技术介绍

[0002]随着直流电网技术的发展，电能的生产、传输、分配及消费正在逐步朝着直流的形式转变。相对于传统的交流电网，直流电网主要具有传输功率大，损耗小，稳定性高等优点。但是，由于直流电流不存在自然过零点，开断难度大，已经成为制约直流电网进一步发展的瓶颈问题。
[0003]当直流线路中发生故障，直流断路器是一种最为有效地切除故障的有效措施，目前，直流断路器主要包括三种形式：基于人工过零的机械式直流断路器、电力半导体直流断路器和混合式直流断路器。基于人工过零的机械式直流断路器具有成本低，耐压高，损耗小等优点，是未来直流断路器的重要发展方向。直流断路器的主要作用体现在能够根据运行需要，投入或切除部分电力设备或线路；其保护作用体现在电力设备或者线路发生故障时，通过继电保护及自动装置作用于断路器，将故障部分从电网中迅速切除，以保证电网非故障部分的正常运行。一旦断路器发生故障会对整个电力系统的安全及稳定运行产生巨大的影响，若能在线实时监测断路器的运行状态，则能在断路器发生较为轻微故障时发现故障，这也能更容易地排除断路器故障进而减少经济损失，因此亟需提供一种直流断路器状态的监测评估方法，实现断路器的在线状态监测评估。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种机械式直流断路器状态评估方法、系统及介质，解决目前缺少直流断路器在线监测评估的问题，
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种机械式直流断路器状态评估方法，包括以下步骤：
[0006]获取目标机械式直流断路器的主支路主断路器电流数据i
m
和转移支路换流电容充放电电压数据u
c
；
[0007]根据主支路主断路器电流数据i
m
和转移支路换流电容充放电电压数据u
c
，计算i
m
和u
c
的特征值，
[0008]根据i
m
特征值，确定断路器转移支路的振荡频率或根据u
c
特征值，确定转移支路上的换流电容预充电电压值以及断路器未发生动作情况下的充放电时间间隔，而判断换流电容是否发生故障，进而评估目标机械式直流断路器的运行状态。
[0009]进一步的，根据i
m
特征值和u
c
特征值确定断路器的运行状态前，首先根据i
m
和u
c
波形图判断目标机械式直流断路器是否动作，若目标机械式直流断路器动作，则通过i
m
特征值评估断路器的运行状态；
[0010]否则通过u
c
特征值，定性判断换流电容当前所处状态，进而评估出目标机械式断
路器的运行状态。
[0011]进一步的，所述u
c
特征值包括转移支路换流电容的预充电电压U0、换流电容两端电压发生变化后，从电压开始下降时刻到恢复预充电电压这一过程所需要的时间T；i
m
特征值包括主支路主断路器电弧熄灭，系统电流刚向转移支路转移时的主断路器电流I1以及所对应的时间t1和系统电流完全转移到转移支路时的主断路器电流I2以及所对应的时间t2。
[0012]进一步的，所述i
m
特征值初步判断换流电容是否发生故障的具体过程如下：将主断路器电流数据i
m
的特征值I1、t1、I2和t2，根据计算出斜率k，然后与正常斜率范围[A1，A2]相比较；
[0013]若k∈[A1，A2]，则说明转移支路的频率仍属于正常范围，即转移支路上并未发生故障；
[0014]若则说明转移支路的频率发生明显变化，即可以判断转移支路上出现了故障，进而能够评估目标机械式直流断路器的运行状态。
[0015]进一步的，正常斜率范围[A1，A2]为目标机械式直流断路器正常开断电流时，转移支路的频率范围。
[0016]进一步的，所述u
c
特征值确定目标机械式直流断路器的运行状态的具体步骤如下：将转移支路上的换流电容预充电电压U0与正常预充电电压正常范围[B1，B2]进行比较；
[0017]若U0∈[B1，B2]，则说明此时的转移支路换流电容的预充电电压仍属于正常预充电电压工作范围；
[0018]若则说明此时的转移支路换流电容的预充电电压属于异常工作状态，进而能够评估目标机械式直流断路器的运行状态。
[0019]进一步的，若U0∈[B1，B2]且此时目标机械式直流断路器一直处于导通状态，换流电容两端电压发生变化后，从电压开始下降时刻又重新变成预充电电压这一过程所需要的时间T和正常时间范围[C1，C2]进行比较：
[0020]若T∈[C1，C2]，则说明换流电容衰减速度和充电间隔都属于正常范围，即换流电容正常工作；
[0021]若则说明换流电容衰减速度和充电间隔已经偏离正常工作状态，即换流电容出现异常，进而能够评估目标机械式直流断路器的运行状态。
[0022]进一步的，正常预充电电压范围[B1，B2]为目标机械式直流断路器能够正常开断电流时，转移支路给主支路提供反向开断电压范围；
[0023]正常时间范围[C1，C2]为目标机械式直流断路器正常导通时，从电压开始下降时刻到恢复预充电电压这一过程所需要的时间。
[0024]本专利技术还提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行上述的方法中的任一方法。
[0025]本专利技术还提供实现上述的一种机械式直流断路器状态评估方法的系统，包括：
[0026]数据采集模块，所述数据采集模块用于获取目标断路器主支路主断路器电流数据i
m
和转移支路换流电容充放电电压数据u
c
；
[0027]数据计算模块，所述数据计算模块用于根据目标断路器主支路主断路器电流数据i
m
，计算i
m
特征值，所述i
m
特征值包括主支路主断路器电弧熄灭，系统电流刚向转移支路转移时的主断路器电流I1以及所对应的时间t1和系统电流完全转移到转移支路时的主断路器电流I2以及所对应的时间t2；根据转移支路换流电容充放电压数据u
c
，计算u
c
特征值，所述u
c
特征值包括转移支路换流电容的预充电电压U0、换流电容两端电压发生变化后，从电压开始下降时刻到恢复预充电电压这一过程所需要的时间T；
[0028]分析模块，所述分析模块用于根据所述目标断路器主支路主断路器电流数据i
m
和转移支路换流电容充放电电压数据u
c
，确定转移支路换流电容状态和断路器的运行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械式直流断路器状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：获取目标机械式直流断路器的主支路主断路器电流数据i
m
和转移支路换流电容充放电电压数据u
c
；根据主支路主断路器电流数据i
m
和转移支路换流电容充放电电压数据u
c
，计算i
m
和u
c
的特征值，根据i
m
特征值，确定断路器转移支路的振荡频率或根据u
c
特征值，确定转移支路上的换流电容预充电电压值以及断路器未发生动作情况下的充放电时间间隔，从而判断换流电容是否发生故障，进而评估目标机械式直流断路器的运行状态。2.根据权利要求1所述的一种机械式直流断路器状态评估方法，其特征在于，根据i
m
特征值和u
c
特征值确定断路器的运行状态前，首先根据i
m
和u
c
波形图判断目标机械式直流断路器是否动作，若目标机械式直流断路器动作，则通过i
m
特征值评估断路器的运行状态；否则通过u
c
特征值，定性判断换流电容当前所处状态，进而评估出目标机械式断路器的运行状态。3.根据权利要求1所述的一种机械式直流断路器状态评估方法，其特征在于，所述u
c
特征值包括转移支路换流电容的预充电电压U0、换流电容两端电压发生变化后，从电压开始下降时刻到恢复预充电电压这一过程所需要的时间T；i
m
特征值包括主支路主断路器电弧熄灭，系统电流刚向转移支路转移时的主断路器电流I1以及所对应的时间t1和系统电流完全转移到转移支路时的主断路器电流I2以及所对应的时间t2。4.根据权利要求3所述的一种机械式直流断路器状态评估方法，其特征在于，所述i
m
特征值初步判断换流电容是否发生故障的具体过程如下：将主断路器电流数据i
m
的特征值I1、t1、I2和t2，根据计算出斜率k，然后与正常斜率范围[A1，A2]相比较；若k∈[A1，A2]，则说明转移支路的频率仍属于正常范围，即转移支路上并未发生故障；若则说明转移支路的频率发生明显变化，即可以判断转移支路上出现了故障，进而能够评估目标机械式直流断路器的运行状态。5.根据权利要求4所述的一种机械式直流断路器状态评估方法，其特征在于，正常斜率范围[A1，A2]为目标机械式直流断路器正常开断电流时，转移支路的频率范围。6.根据权利要求3所述的一种机械式直流断路器状态评估方法，其特征在于，所述u
c
特征值确定目标机械式直流断路器的运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫永鹏，鲍磊磊，贾申利，史宗谦，武宇平，杨大伟，杨敏祥，蔡巍，宋鹏，秦逸帆，徐党国，彭兆伟，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司国网冀北电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：