一种断路器选型方法、介质及系统技术方案

本发明专利技术公开一种断路器选型方法、介质及系统。该方法包括：确定断路器的参数需要满足的阈值，其中，所述断路器的参数包括：断路器额定工况的基本参数、断路器故障工况的耐受参数和断路器的操作性能参数；确定满足所有所述参数的所述阈值的断路器的型号为备选型号；确定每种所述参数对成本的影响权重；根据每种所述参数对成本的影响权重计算备选型号的成本；从备选型号中选取成本最低的断路器的型号为最优型号。本发明专利技术针对特高压直流系统故障快速隔离中断路器选型，分别从类型选择、参数选取以及经济性分析等方面进行断路器的合理选型。经济性分析等方面进行断路器的合理选型。经济性分析等方面进行断路器的合理选型。

【技术实现步骤摘要】
一种断路器选型方法、介质及系统


[0001]本专利技术涉及断路器选型
，尤其涉及一种断路器选型方法、介质及系统。

技术介绍

[0002]当能源分布中心与电力负荷中心极不重合时，电力需要在能源中心与负荷中心之间远距离传输。这种情况下，与交流输电相比，高压直流输电不存在稳定性问题，并且具有线路造价低、能量损耗小、控制快速简单等一系列优点。而特高压直流输电与传统高压直流输电相比更是有着输电效率高、可靠性与稳定性强、电力传输成本低等显著优势，而且在大容量、远距离输电应用场景下更能得以发挥。综上所述，建设特高压直流输电工程对发展我国电气行业具有重要意义。
[0003]特高压直流换流站的每极有两个串联的十二脉动换流器，运行方式灵活，其中双极四换流器、双极三换流器或单极双换流器运行方式占直流系统运行时间90％以上。当单换流器发生故障时，换流器差动保护、极差动保护动作，因配置的隔离开关动作过慢，且不具备快速灭弧能力，所以需靠换流变网侧交流断路器、极中性母线断路器动作将故障隔离。故障换流器隔离过程耗费时间超过110秒，将导致两端交流系统大规模配套电源机组切机和大规模负荷切除，损失巨额功率，大大影响直流输电系统供电可靠性和经济性指标。
[0004]因此，有必要对特高压换流站单换流器故障快速隔离及重启策略进行相关研究，而断路器的选型正是其中的关键一步。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种断路器选型方法、介质及系统，以解决现有技术缺少断路器选型的有效方法的问题。
[0006]第一方面，提供一种断路器选型方法，包括：
[0007]确定断路器的参数需要满足的阈值，其中，所述断路器的参数包括：断路器额定工况的基本参数、断路器故障工况的耐受参数和断路器的操作性能参数；
[0008]确定满足所有所述参数的所述阈值的断路器的型号为备选型号；
[0009]确定每种所述参数对成本的影响权重；
[0010]根据每种所述参数对成本的影响权重计算备选型号的成本；
[0011]从备选型号中选取成本最低的断路器的型号为最优型号。
[0012]第二方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如上述第一方面实施例所述的断路器选型方法。
[0013]第三方面，提供一种断路器选型系统，包括：如上述第二方面实施例所述的计算机可读存储介质。
[0014]这样，本专利技术实施例，针对特高压直流系统故障快速隔离中断路器选型，分别从类型选择、参数选取以及经济性分析等方面进行断路器的合理选型，有利于避免换流变网侧
交流断路器、极母线断路器动作和两侧交流系统配套电源机组切机、负荷切除，可实现单一换流器故障后，非故障换流器快速恢复正常运行，进而提升特高压直流系统的运行可靠性，同时在断路器选型阶段也保证了一定的经济性。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本专利技术实施例的断路器选型的流程图；
[0017]图2是本专利技术一优选实施例的特高压直流系统换流站模型图；
[0018]图3是本专利技术一优选实施例的特高压直流系统故障快速隔离动作时序图；
[0019]图4是本专利技术一优选实施例的故障后流经换流器阴极断路器的故障电流波形图；
[0020]图5是本专利技术一优选实施例的故障后流经换流器阳极断路器的故障电流波形图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]本专利技术实施例公开了一种断路器选型方法。具体的，如图1所示，该断路器选型方法包括如下的步骤：
[0023]步骤S1：确定断路器的参数需要满足的阈值。
[0024]其中，断路器的参数包括：断路器额定工况的基本参数、断路器故障工况的耐受参数和断路器的操作性能参数。
[0025]一、断路器额定工况的基本参数包括：额定电压、额定电流和额定开断电流。
[0026](1)对于额定电压，其为断路器正常工作的线电压与第一预设倍数的乘积，该值即作为额定电压的阈值。应当理解的是，所述的正常工作应当是长期的，长期的时长为1h以上。第一预设倍数可根据经验确定，本专利技术实施例中，第一预设倍数为1.1，则U
N
＝1.1U0，其中，U
N
表示额定电压，U0表示断路器正常工作的线电压，经由电力系统运行测量得到。
[0027](2)对于额定电流，其为断路器的最大工作电流，该值即作为额定电流的阈值。应当理解的是，该最大工作电流是断路器可长期允许的，长期的时长为1h以上。I
N
表示额定电流，I0表示断路器最大工作电流，经由电力系统运行测量得到，则I
N
＝I0。
[0028](3)对于额定断开电流，其为在额定电压下能开断且断路器可继续工作的最大短路电流，该值即作为额定断开电流的阈值。I
Nbr
表示额定断开电流，I
SC
表示最大短路电流，经由电力系统运行测量得到，则I
Nbr
＝I
SC
。
[0029]二、断路器故障工况的耐受参数包括：热稳定电流、动稳定电流和额定短路关合电流。
[0030](1)对于热稳定电流，其为预设时间内断路器可耐受的短路电流热效应对应的最
大电流值与第二预设倍数的乘积，该值即作为热稳定电流的阈值。第二预设倍数可根据经验确定，本专利技术实施例中，第二预设倍数为1.1，则I
th
＝1.1I
h
，其中，I
th
表示热稳定电流，I
h
表示预设时间内断路器可耐受的短路电流热效应对应的最大电流值。预设时间t一般为1s以内的短时间。I
h
可采用如下方法得到：对特高压直流系统各种故障进行仿真，从中选取故障电流积分最大的工况，由其折算热效应电流，即其中，t0表示故障发生时刻，t1表示故障电流降至0的时刻，i
f
表示流过断路器的故障电流。
[0031](2)对于动稳定电流，其为断路器在关合时允许通过的短路电流的最大瞬时值与第三预设倍数的乘积，该值即作为动稳定电流的阈值。第三预设倍数可根据经验确定，本专利技术实施例中，第三预设倍数为1.1，则I
es
＝1.1I
max
，其中，I
es
表示动稳定电流，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种断路器选型方法，其特征在于，包括：确定断路器的参数需要满足的阈值，其中，所述断路器的参数包括：断路器额定工况的基本参数、断路器故障工况的耐受参数和断路器的操作性能参数；确定满足所有所述参数的所述阈值的断路器的型号为备选型号；确定每种所述参数对成本的影响权重；根据每种所述参数对成本的影响权重计算备选型号的成本；从备选型号中选取成本最低的断路器的型号为最优型号。2.根据权利要求1所述的断路器选型方法，其特征在于，所述根据每种所述参数对成本的影响权重计算备选型号的成本的步骤，包括：对于每种参数，在所有备选型号的该种参数中，以该种参数的最小值为第一基准值，将该种参数的其他值进行归一化处理，得到每个备选型号的该种参数的第一成本；若一备选型号的该种参数的成本与该种参数为正相关，则将该种参数的第一成本确定为该备选型号的该种参数的第二成本；若一备选型号的该种参数的成本与该种参数为负相关，则将该种参数的第一成本的倒数确定为该备选型号的该种参数的第二成本；计算一备选型号的该种参数的第二成本与该种参数对成本的影响权重的乘积，得到该种参数的第三成本；计算一备选型号的所有参数的第三成本的和，得到该备选型号的成本。3.根据权利要求1所述的断路器选型方法，其特征在于，所述确定每种所述参数对成本的影响权重的步骤，包括：将所述参数排序，并获取相邻序号的参数之间的经济性倍数；设排序最后的参数的经济性权重为第二基准值，根据所述经济性倍数计算每种所述参数的经济性权重，其中，所述经济性权重的计算式为K
i
表示所述参数的经济性权重，i表示参数的序号，i＝1,2,
…
,m，R
j,j+1
表示所述相邻序号的参数之间的经济性倍数，j＝1,2,
...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋海龙，史磊，柴斌，刘志远，郝治国，于晓军，王亚武，谢凡，叶冬萌，梁天宇，杨松浩，
申请(专利权)人：国网宁夏电力有限公司西安交通大学，
类型：发明
国别省市：