选相真空关合容性负载合闸速度的确定方法、介质及系统技术方案

本发明专利技术公开一种选相真空关合容性负载合闸速度的确定方法、介质及系统，包括：在工频电压下，快速真空开关以不同合闸速度、在不同的合闸相位下重复进行多次关合实验；采集每一合闸速度对应的关合过程的最小预击穿电压和工频电压；绘制快速真空开关每一合闸速度对应的最小预击穿电压随时间变化的曲线和工频电压随时间变化的曲线；若至少一合闸速度对应的关合过程满足第一预设要求，则选择其中最小的合闸速度作为快速真空开关的合闸速度下限；第一预设要求为：关合过程的最小预击穿电压随时间变化的曲线的斜率均大于同时刻的工频电压随时间变化的曲线的斜率。本发明专利技术通过确定最小合闸速度，降低真空开关关合容性负载过程中的预击穿高频涌流。击穿高频涌流。击穿高频涌流。

【技术实现步骤摘要】
选相真空关合容性负载合闸速度的确定方法、介质及系统


[0001]本专利技术涉及快速真空开关选相关合
，尤其涉及一种选相真空关合容性负载的合闸速度的确定方法、介质及系统。

技术介绍

[0002]电力系统中，开关操作引起电磁振荡暂态过程，产生的操作过电压及涌流危及到电力设备绝缘和电力系统的稳定性。相控关合技术，是通过对线路电压的相位进行监测，将开关的合闸时刻控制在最佳相位，从而抑制电网中的操作过电压和涌流，可以从根本上解决开关关合过程中的电磁暂态影响。真空开关相比高压SF6开关设备而言，具有经济环保、运行期间免维护、适于频繁操动等显著优势，是双碳目标下，高压开关设备发展的重要方向。
[0003]开关合闸过程中,当触头间距小于某临界值而无法耐受外施电压时将发生预击穿现象,从而导致开关设备无法在预期目标相位进行选相关合。因此，真空开关的预击穿特性是实现精准选相关合的关键之一，预击穿发生的时刻与开关的关合绝缘特性和外施电压密切相关，真空开关的关合预击穿特性是非线性的且表现出一定的分散性，导致真空开关选相合闸的控制精度低。合闸速度直接影响关合绝缘特性的斜率，即触头间隙的绝缘强度下降率(RDDS)，提高合闸速度可以减小关合时的预击穿电压分散性，对提高选相关合的精准度有重要意义；但合闸速度过高会使运行机构或有关部件超过所能承受的机械应力，造成部件损坏或缩短使用寿命，因此选择合适的合闸速度对选相关合过程非常重要。
[0004]快速真空开关基于涡流斥力机构驱动，具有与电力电子开关可比拟的操动精准性，但又兼具更低的运行损耗、更低的制造成本，是电力系统容性或感性负载相控快速真空关合与开断的电力开关设备。以快速真空开关为核心载体的快速真空开合技术是目前国内外大容量开关
研究热点，在相控开关等诸多领域具有广阔的应用前景。
[0005]现有技术的真空开关选相关合时存在的问题主要包括：1、真空间隙击穿电压虽然高，但是分散性高于气体间隙；2、真空开关选相关合策略，大多依据直流预击穿电压或者工频击穿电压的有效值进行制定。在选相关合过程，工频电压瞬时值伴随触头间隙距离、时间瞬时变化，上述依据存在极大的偏差，甚至出现过预期在电压零点关合，但一直在电压峰值发生击穿的现象，造成预击穿高频涌流电弧对触头表面的剧烈烧蚀，进而导致容性负载开断后往往易发生重击穿和延迟击穿，极易因击穿级升过电压的问题引起无功补偿电容器组或换流站滤波器设备的损坏事故。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供一种选相真空关合容性负载合闸速度的确定方法、介质及系统，以解决现有技术的选相关合策略不利于真空开关选相关合的问题。
[0007]第一方面，提供一种选相真空关合容性负载合闸速度的确定方法，包括：
[0008]在工频电压下，快速真空开关以不同合闸速度、在不同的合闸相位下重复进行多
次关合实验；
[0009]采集每一合闸速度对应的关合过程的最小预击穿电压和工频电压；
[0010]绘制快速真空开关每一合闸速度对应的最小预击穿电压随时间变化的曲线和工频电压随时间变化的曲线；
[0011]若至少一合闸速度对应的关合过程满足第一预设要求，则选择其中最小的合闸速度作为快速真空开关的合闸速度下限；
[0012]其中，所述第一预设要求为：所述关合过程的最小预击穿电压随时间变化的曲线的斜率均大于同时刻的工频电压随时间变化的曲线的斜率。
[0013]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选相真空关合容性负载合闸速度的确定方法。
[0014]第三方面，提供一种选相真空关合容性负载合闸速度的确定系统，包括：如上述第二方面实施例所述的计算机可读存储介质。
[0015]这样，本专利技术实施例，可选择合适的合闸速度下限，从而可以有效抑制开关关合过程中在电压零点前提前发生击穿所导致的涌流，实现同步关合。
附图说明
[0016]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。
[0017]图1是本专利技术实施例的选相真空关合容性负载合闸速度的确定方法的流程图；
[0018]图2是快速真空开关预击穿电压与预击穿开距的关系示意图；
[0019]图3是快速真空开关合闸速度特性设计示意图。
具体实施方式
[0020]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。
[0021]现有技术采用的开关由于合闸速度慢，在电压峰值处对应的开距已经承受不了此时的瞬时电压；因此，本专利技术实施例采用快速真空开关，具有结构简单、合闸时间短、合闸时间分散性低的优势。由于其合闸速度高，在电压零点关合时，相同时刻的开距高于合闸速度小的开距，预击穿发生的概率低，预击穿电压的分散性会降低，从而便于进一步探索工频电压下预击穿电压随开距的变化规律，对后续合闸速度的设计有一定的指导意义。
[0022]基于此，本专利技术实施例公开了一种选相真空关合容性负载合闸速度的确定方法。如图1所示，本专利技术实施例的方法包括如下的步骤：
[0023]步骤S101：在工频电压下，快速真空开关以不同合闸速度、在不同的合闸相位下重复进行多次关合实验。
[0024]具体的，快速真空开关基于涡流电磁斥力驱动，可以通过改变快速真空开关的驱动合闸线圈的电容容值或电压的大小，影响电磁铁电流的大小，改变电磁力的大小，进而调整快速真空开关的合闸速度。
[0025]步骤S102：采集每一合闸速度对应的关合过程的最小预击穿电压和工频电压。
[0026]本专利技术实施例采用快速真空开关关合容性负载，通过合闸试验发现，由于合闸的相位不同，预击穿具有分散性，同一时刻会产生多个预击穿电压。本专利技术实施例选择每一时刻的最小的预击穿电压。
[0027]步骤S103：绘制快速真空开关每一合闸速度对应的最小预击穿电压随时间变化的曲线和工频电压随时间变化的曲线。
[0028]步骤S104：若至少一合闸速度对应的关合过程满足第一预设要求，则选择其中最小的合闸速度作为快速真空开关的合闸速度下限。
[0029]具体的，第一预设要求为：
[0030]关合过程的最小预击穿电压随时间变化的曲线的斜率均大于同时刻的工频电压随时间变化的曲线的斜率。
[0031]此外，通过关合实验发现，由于合闸的相位不同，工频电压下快速真空开关的预击穿电压与预击穿开距呈非线性关系，因预击穿具有分散性，预击穿电压与预击穿开距分布在一条带本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种选相真空关合容性负载合闸速度的确定方法，其特征在于，包括：在工频电压下，快速真空开关以不同合闸速度、在不同的合闸相位下重复进行多次关合实验；采集每一合闸速度对应的关合过程的最小预击穿电压和工频电压；绘制快速真空开关每一合闸速度对应的最小预击穿电压随时间变化的曲线和工频电压随时间变化的曲线；若至少一合闸速度对应的关合过程满足第一预设要求，则选择其中最小的合闸速度作为快速真空开关的合闸速度下限；其中，所述第一预设要求为：所述关合过程的最小预击穿电压随时间变化的曲线的斜率均大于同时刻的工频电压随时间变化的曲线的斜率。2.根据权利要求1所述的选相真空关合容性负载合闸速度的确定方法，其特征在于：满足所述第一预设要求的合闸速度对应的关合过程同时满足第二预设要求，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚晓飞，任勇，麻玉林，黄永宁，左晓静，艾绍贵，刘志远，樊益平，焦龙，吴玫蓉，马飞跃，倪辉，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：