一种交流接触器耐受电压暂降评估方法技术

本发明专利技术涉及电能质量技术领域，尤其是一种交流接触器耐受电压暂降评估方法，包括如下步骤：S1对电网中监测到的电压暂降波形用阶跃信号序列的时域叠加形式进行表征；S2根据交流接触器内部各部分能量增量之间的关系，构建交流接触器的微变等效模型；S3根据微变等效模型确定的交流接触器弹簧压缩量与交流接触器阈值对比判定交流接触器工作状态;本发明专利技术能够反映实际电网不规则暂降波形对交流接触器工作状态的影响，避免了传统评估方法对不规则暂降的过度评估问题。过度评估问题。过度评估问题。

【技术实现步骤摘要】
一种交流接触器耐受电压暂降评估方法


[0001]本专利技术涉及电能质量
，尤其是一种交流接触器耐受电压暂降评估方法。

技术介绍

[0002]交流接触器作为典型的电能质量敏感设备之一，易受电压暂降影响而自动跳脱，使工业生产非计划停工，造成巨大损失，电压暂降包括矩形波暂降和不规则暂降。研究能够适用于不规则暂降的交流接触器耐受性能评估方法，可评估监测范围内的各类交流接触器受暂降影响的程度，是准确评估暂降对用户造成经济损失的重要前提，为解决供用电双方的经济赔偿纠纷提供重要依据。
[0003]传统交流接触器对不规则暂降耐受性评估方法，将最大暂降幅值和最长持续时间对应的点映射到耐受曲线上，评估的准确性依赖于实际暂降波形与矩形波的相似程度，在评估交流接触器对不规则暂降耐受性能时，若应用传统的评估方法会造成过度评估，从而过高的评估了用户损失。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术缺陷，提供一种基于微变等效模型的交流接触器不规则电压暂降耐受性评估方法，以解决传统评估方法对不规则电压暂降的过度评估问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种交流接触器耐受电压暂降评估方法，包括如下步骤：
[0007]S1对电网中监测到的电压暂降波形用阶跃信号序列的时域叠加形式进行表征；
[0008]S2根据交流接触器内部各部分能量增量之间的关系，构建交流接触器的微变等效模型；
[0009]S3根据微变等效模型确定的交流接触器弹簧压缩量与交流接触器阈值对比判定交流接触器工作状态。
[0010]本专利技术技术方案的进一步改进在于：S1中电压暂降的表征，具体为：设置微小的采样间隔ΔT，设第k个采样间隔为t
k
～t
k+1
之间的微变时域，则第k个间隔的电压为采样时刻t
k
的阶跃电压u
k
，且在微小采样间隔内保持不变，n为暂降最大采样数，电压暂降波形可视为阶跃信号序列(u1(t)、u2(t)、...、u
n
(t))在一个个微变时域上的叠加形式。对电压暂降波形进行采样，得到的电压阶跃信号序列表达式为
[0011][0012]本专利技术技术方案的进一步改进在于：S2中包括如下步骤：S21、计算第k个采样间隔线圈电流i
k
与电感L
k
，当k＝1时，暂降从t1时刻开始，由于电流无法突变，此时电流值可根据暂降前的电压和阻抗求解，表达式为:
[0013][0014]其中，U
m
为暂降前电压幅值；α为电压暂降起始角；R为线圈电路等值电阻，L0为暂降前的主线圈电感值，表示式为:
[0015][0016]其中，N为主线圈匝数；μ0为真空磁导率；μ
r
为铁芯相对磁导率；S为主线圈截面积；l
e
为磁路长度。在第k个微小采样间隔的起始时刻，电压发生阶跃变化，由U
k
‑1突变到U
k
，主线圈电感电流由初始值i
k(
‑
)
按指数规律变化，经过采样间隔ΔT后的电流值变为i
k(+)
，表达式为:
[0017][0018]其中，i
k(
‑
)
、i
k(+)
分别表示第k个采样间隔起始、结束时刻线圈的电流值，且i
k(
‑
)
＝i
k
‑
1(+)
，取i
k(+)
作为第k个微变时域的电流i
k
。τ＝R/L
k
为第k个采样间隔的时间常数；为U
k
作用下的线圈电流稳态值，L
k
为第k个采样间隔的主线圈电感，表达式为:
[0019][0020]S22、计算所述的交流接触器内部在每个微变时域内各个能量增量。在第k个微变时域内，电源向线圈输入的能量增量ΔW
elec,k
、线圈电阻消耗的能量增量ΔW
r,k
以及线圈储存的磁场能量增量ΔW
f,k
表达式分别为:
[0021][0022]S23、所述的交流接触器第k个微变时域能量增量关系满足能量守恒定律，表达式为
[0023]ΔW
mech,k
＝
‑
(ΔW
elec,k
+ΔW
r,k
+ΔW
f,k
)
[0024]其中，ΔW
mech,k
表示第k个微变时域内接触器总机械能的增量。
[0025]S24、所述的第k个微变时域内接触器总机械能的增量ΔW
mech,k
为
[0026]ΔW
mech,k
＝ΔW
F,k
+ΔW
v,k
[0027]其中，ΔW
F,k
表示第k个微变时域内弹簧的弹性势能产生增量，b为弹簧等效弹性系数，x
k(
‑
)
、x
k(+)
分别为第k个采样间隔的起始、结束时刻的弹簧压缩量，且x
k(
‑
)
＝x
k
‑
1(+)
，ΔW
v,k
表示表示第k个微变时域内动铁芯及其联动部分动能增量，m为动铁芯及其联动部分质量，v
k(
‑
)
、v
k(+)
分别为第k个采样间隔的起始、结束时刻的动铁芯及其联动部分速度，且v
k(
‑
)
＝v
k
‑
1(+)
，在第k个采样间隔ΔT内，动铁芯及其联动部分的平均速度为:
[0028][0029]忽略微小时域动铁芯及其联动部分的速度变化，令则
[0030]S25、将各个能量增量表达式代入所述的能量增量关系表达式即得出所述微变等效模型，表达式为:
[0031][0032]该微变等效模型表达式中，各字母含义均在上述步骤中表明；
[0033]本专利技术技术方案的进一步改进在于：S3中,交流接触器工作状态的判定，具体为：计算交流接触器弹簧压缩量x
k
，并与改交流接触器弹簧压缩量阈值x
min
对比。a)x
k
≤x
min
，表明在第k个微变时域交流接触器跳脱；b)x
k
＞x
min
，表明交流接触器维持吸合状态，k＝k+1，更新下一采样间隔参数，重复步骤S2，直至暂降结束。
[0034]与现有技术相比，本专利技术提供一种交流接触器耐受电压暂降评估方法有益效果如下：
[0035]1、本专利技术提出一种交流接触器耐受电压暂降评估方法，根据交流接触器动作机理
基于能量关系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交流接触器耐受电压暂降评估方法，其特征在于，包括步骤如下：S1、对电网中监测到的电压暂降波形用阶跃信号序列的时域叠加形式进行表征；S2、根据交流接触器内部各部分能量增量之间的关系，构建交流接触器的微变等效模型；S3、根据微变等效模型确定的交流接触器弹簧压缩量与交流接触器阈值对比判定交流接触器工作状态。2.根据权利要求1所述一种交流接触器耐受电压暂降评估方法，其特征在于：S1中,用阶跃信号表征电压暂降波形，包括：设置采样间隔为ΔT，第k个采样间隔为t
k
～t
k+1
之间的微变时域，则第k个间隔的电压为采样时刻t
k
的阶跃电压u
k
，且在微小采样间隔内保持不变；将电压暂降波形用阶跃信号序列的时域叠加形式进行表征，电压暂降波形可视为一系列阶跃信号(u1(t)、u2(t)、...、u
n
(t))在一个个微变时域上的叠加形式。3.根据权利要求1所述一种交流接触器耐受电压暂降评估方法，其特征在于：S2中,建交流接触器的微变等效模型包括如下步骤：S21、分别所述计算交流接触器线圈电流i
k(+)
与电感L
k
；S22、所述的微变等效模型中电源向线圈输入的能量增量ΔW
elec,k
，线圈电阻消耗的能量增量ΔW
r,k
，线圈储存的磁场能量增量ΔW
f,k
表达式为式中，R表示线圈回路等效电阻，i
k(
‑
)
、i
k(+)
分别表示第k个微变时域起始时刻和结束时刻的线圈电流；S23、所述的构建微变等效模型满足的能量守恒关系式为ΔW
mech,k
＝
‑
(ΔW
elec,k
+ΔW
r,k
+ΔW
f,k
)式中，ΔW
mech,k
表示第k个微变时域内总机械能的增量；S24、所述的第k个微变时域内接触器总机械能的增量ΔW
mech,k
为ΔW
mech,k
＝ΔW
F,k
+Δ...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾清泉，陶冶，董海艳，田书娅，薛世伟，王峰，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：