带电运行中开关柜接触电阻与负载能力实时测算方法技术

本发明专利技术提供一种带电运行中开关柜接触电阻与负载能力实时测算方法，包括：建立开关柜3D模型，进行热源与温度分布分析；基于热源与温度分布分析结果，构建以求解开关柜触头稳态温度为目的的定性热路模型；基于定性热路模型得出开关柜触头温升与接触电阻、负载电流的带有待定系数的定性表达式；基于定性表达式进行变换，得出开关柜触头的接触电阻、开关柜实际负载能力与当前测量的稳态温升、负载电流关系的函数表达式；建立开关柜温度流体场模型，定量计算触头温升的数值；使用温度流体场的计算结果，求取待定系数，获得对应的定量表达式。本发明专利技术解决了开关柜隔离开关接触电阻无法带电测量，甚至停电测量时也难以独立测量的问题。甚至停电测量时也难以独立测量的问题。甚至停电测量时也难以独立测量的问题。

【技术实现步骤摘要】
带电运行中开关柜接触电阻与负载能力实时测算方法


[0001]本专利技术涉及开关柜领域，具体是一种带电运行中开关柜接触电阻与负载能力实时测算方法。

技术介绍

[0002]开关柜内过热缺陷通常来自于手车式隔离开关触头处的局部过热，其主要原因是触头弹簧、螺栓松动、触指接触不到位等导致的触头接触电阻增加，使实际的负载能力小于额定值。存在接触缺陷的开关柜长期在实际负载能力以上运行会导致触头过热、氧化熔融、绝缘件性能下降，从而引发短路、大面积火灾等事故，严重影响电网的供电可靠性。
[0003]开关柜负载能力与隔离开关触头与其他各接触点的接触电阻直接相关，而目前接触电阻的测量仅能在开关柜停电试验的情况下进行，并无直接带电测量接触电阻的方法。且由于密封式真空断路器的限制，无法在断路器与隔离开关触头之间插入回路电阻测试仪的测点，所以即便是停电试验也只能测量开关柜的总回路电阻，而无法对单个隔离开关触头的接触电阻进行精确测量。而在迎峰度夏与迎峰度冬期间，开关柜经常大负荷运行且难以申请停电检修，因此，实时掌控整站开关柜的实际最大负载能力，据此合理调度分配负荷，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带电运行中开关柜接触电阻与负载能力实时测算方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)建立开关柜3D模型，基于开关柜3D模型进行热源与温度分布分析；(2)基于热源与温度分布分析结果，构建以求解开关柜触头稳态温度为目的的定性热路模型，并求解触头稳态温度T1的表达式；(3)基于定性热路模型以及触头稳态温度T1的表达式得出开关柜触头温升与接触电阻、负载电流的带有待定系数的定性表达式；(4)基于开关柜触头温升与接触电阻、负载电流的带有待定系数的定性表达式进行变换，得出开关柜触头的接触电阻、开关柜实际负载能力与当前测量的稳态温升、负载电流关系的函数表达式；(5)建立开关柜温度流体场模型，定量计算多组负载电流、接触电阻情况下触头温升的数值；(6)使用温度流体场的计算结果，基于二元非线性回归方法求取定性热路模型与开关柜触头的接触电阻、开关柜实际负载能力函数表达式中的全部待定系数，获得开关柜触头的接触电阻、开关柜实际负载能力与当前测量的稳态温升、负载电流关系的定量表达式。2.如权利要求1所述的带电运行中开关柜接触电阻与负载能力实时测算方法，其特征在于：步骤(1)中基于开关柜3D模型进行热源与温度分布分析，包括：热源分布分析：1)触头的接触电阻r1的欧姆损耗Q1，是热缺陷的主要来源；2)该相触头附近铜排的欧姆损耗Q2；3)镀锌钢板外壳与隔板的涡流损耗Q3；4)另外两相铜排的欧姆损耗Q4；温度分布分析：1)某相隔离开关触头处的温度T1；2)该相触头附近铜排平均温度T2；3)触头附近的外壳与隔板处平均温度T3；4)触头附近另外两相铜排平均温度T4，各温度点之间因热传导、对流与辐射换热而存在等效热阻R1、R2、R3、R4，隔板与外壳与环境温度T0之间存在等效热阻R0；热传导、热对流、热辐射性质的热阻表达式分布为式(1)、(2)、(3)所示：热传导、热对流、热辐射性质的热阻表达式分布为式(1)、(2)、(3)所示：热传导、热对流、热辐射性质的热阻表达式分布为式(1)、(2)、(3)所示：其中，δ为导热层厚度，λ为材料导热系数，A为导热面积，h为对流换热系数，A为辐射面积，σ为玻尔兹曼常数，ε为材料表面发射率。3.如权利要求2所述的带电运行中开关柜接触电阻与负载能力实时测算方法，其特征在于：步骤(2)中求解触头稳态温度T1的表达式，包括：基于定性热路模型列出热路方程组(4)，并求得触头稳态温度T1的表达式(5)：
4.如权利要求3所述的带电运行中开关柜接触电阻与负载能力实时测算方法，其特征在于：步骤(3)基于定性热路模型以及触头稳态温度T...

【专利技术属性】
技术研发人员：任劼帅，董子凡，李劲彬，简旭，吴传奇，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：