一种高压交流断路器的合成回路测试装置、方法及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高压交流断路器的合成回路测试装置、方法及设备，合成回路测试装置包括电流源电路、电压源电路和电流合成电路；电流源电路和电压源电路均与电流合成电路并联；电流源电路用于基于电流源电路对应的第一电压约束条件和电流控制方程，输出基波电流；电压源电路用于基于电压源电路对应的约束条件和电压控制方程，输出高次谐波电流；电流合成电路用于对基波电流和高次谐波电流执行电流合成操作，生成基波叠加谐波电流，基波叠加谐波电流用于测试高压交流断路器的开断特性。解决了在传统的直接测试中，采用传统试验回路生成的波形需要经过傅里叶变换等方式来提取，导致高压交流断路器试验的过程过于复杂的技术问题。术问题。术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高压交流断路器的合成回路测试装置、方法及设备


[0001]本专利技术涉及谐波测试
，尤其涉及一种高压交流断路器的合成回路测试装置、方法及设备。

技术介绍

[0002]电气设备中的高压交流断路器作为电力系统中的重要设备，承担着保护和控制两个重要环节，为了准确评估断路器断开故障电流的能力，需要进行开断试验研究，而现有的断路器分断性能的测试方法主要为直接测试。
[0003]随着以新能源为主体的新型电力系统建设的逐步推进，高比例新能源接入和高比例电力电子装备接入的“双高”现象越来越普遍。在“双高”现象突出的电力系统中，由于非线性用电设备的不断增加，使得电力系统引入的谐波分量也日益增大，其中，谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅立叶级数分解所得到的大于基波频率(基波频率即50Hz)整数倍的各次分量，通常称为高次谐波。
[0004]在传统的直接测试中，短路故障电流、瞬态和稳态恢复电压都由同一电源提供，且大多集中在工频电压条件下对高压交流断路器的开断性能进行测试，使得试验的次数更多以及设置试验参数的过程更加复杂，同时，采用传统试验回路生成的波形需要经过傅里叶变换等方式来提取，导致高压交流断路器试验的过程过于复杂。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种高压交流断路器的合成回路测试装置、方法及设备，解决了在传统的直接测试中，短路故障电流、瞬态和稳态恢复电压都由同一电源提供，且大多集中在工频电压条件下对高压交流断路器的开断性能进行测试，使得试验的次数更多以及设置试验参数的过程更加复杂，同时，采用传统试验回路生成的波形需要经过傅里叶变换等方式来提取，导致高压交流断路器试验的过程过于复杂的技术问题。
[0006]本专利技术第一方面提供的一种高压交流断路器的合成回路测试装置，所述合成回路测试装置包括电流源电路、电压源电路和电流合成电路；
[0007]所述电流源电路和电压源电路均与所述电流合成电路并联；
[0008]所述电流源电路用于基于所述电流源电路对应的第一电压约束条件和电流控制方程，输出基波电流；
[0009]所述电压源电路用于基于所述电压源电路对应的约束条件和电压控制方程，输出高次谐波电流；
[0010]所述电流合成电路用于对所述基波电流和所述高次谐波电流执行电流合成操作，生成基波叠加谐波电流，所述基波叠加谐波电流用于测试高压交流断路器的开断特性。
[0011]可选地，所述电流源电路包括第一电容、第一电感、第一闭合开关和第二闭合开关；
[0012]所述第一电容的一端与所述第一闭合开关的一端连接，所述第一电容的另一端与
所述第二闭合开关的一端连接；
[0013]所述第一电感的一端与所述第一闭合开关的另一端连接，所述第一电感的另一端与所述第二闭合开关的另一端连接。
[0014]可选地，所述电压源电路包括第二电容、第二电感、第三电容、电压源固定电阻以及第三闭合开关；
[0015]所述第二电容的一端与所述第三闭合开关的一端连接，所述第二电容的另一端与所述第三电容的一端连接；
[0016]所述第三电容的另一端与所述电压源固定电阻的一端连接，所述电压源固定电阻的另一端与所述第二电感的一端连接；
[0017]所述第二电感的另一端与所述第三闭合开关的一端连接。
[0018]可选地，所述电流合成电路包括第一电阻、第四电容、高压交流断路器、总电流表以及辅助开关；
[0019]所述第一电阻的一端与所述第四电容的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述辅助开关的一端连接；
[0020]所述辅助开关的另一端与所述高压交流断路器的一端连接，所述高压交流断路器的另一端与所述总电流表的一端连接；
[0021]所述总电流表的另一端与所述第四电容的一端连接。
[0022]本专利技术第二方面提供了一种高压交流断路器的合成回路测试方法，应用于上述任一项所述的高压交流断路器的合成回路测试装置，所述合成回路包括电流源电路、电压源电路和电流合成电路，所述电流源电路和电压源电路均与所述电流合成电路并联，所述方法包括：
[0023]响应电流合成请求，基于所述电流源电路对应的第一电压约束条件，确定电流源电压；
[0024]将所述电流源电压输入至所述电流源电路对应的电流控制方程，输出基波电流；
[0025]基于所述电压源电路对应的约束条件，确定电压源参数；
[0026]将所述电压源参数输入至所述电压源电路对应的电压控制方程，确定高次谐波电流；
[0027]采用所述电流合成电路对所述基波电流和所述高次谐波电流执行电流合成操作，生成基波叠加谐波电流，所述基波叠加谐波电流用于测试高压交流断路器的开断特性。
[0028]可选地，所述电压源参数包括电压源电容、电压源电感和电压源电压；所述将所述电压源参数输入至所述电压源电路对应的电压控制方程，确定高次谐波电流的步骤，包括：
[0029]将所述电压源电容和所述电压源电感代入预设角频率公式进行运算，确定电压源角频率；
[0030]将所述电压源角频率、所述电压源电压和所述电压源电感输入至所述电压源电路对应的电压控制方程，确定高次谐波电流；
[0031]所述预设角频率公式具体为：
[0032][0033]式中，ω
s
为电压源角频率；L
s
为电压源电感；C
s
为电压源电容；R
s
为电压源固定电阻。
[0034]可选地，所述电流控制方程具体为：
[0035][0036]式中，i(t)为基波电流；U0为电流源电压；L为电流源电感；C为电流源电容；R为电流源固定电阻；t为时间。
[0037]可选地，所述电压控制方程具体为：
[0038][0039]式中，σ
s
为阻尼系数；R
s
为电压源固定电阻；i(t)
s
为高次谐波电流；L
s
为电压源电感；U
0s
为电压源电压；ω
s
为电压源角频率；t为时间。
[0040]可选地，还包括：
[0041]采用所述电流源电压和所述电压源参数构建所述合成回路对应的初始仿真模型；
[0042]通过矩阵工厂软件对所述初始仿真模型进行仿真计算，确定仿真基波叠加谐波电流；
[0043]对所述基波叠加谐波电流关联的电流波形和所述仿真基波叠加谐波电流关联的电流波形分别进行傅里叶分析，生成所述基波叠加谐波电流对应的第一傅里叶频谱和所述仿真基波叠加谐波电流对应的第二傅里叶频谱；
[0044]比较所述第一傅里叶频谱和所述第二傅里叶频谱，输出比较结果。
[0045]本专利技术第三方面提供的一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述任一项所述的高压交流断路器的合成回路测试方法的步骤。
[0046]从以上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压交流断路器的合成回路测试装置，其特征在于，所述合成回路测试装置包括电流源电路、电压源电路和电流合成电路；所述电流源电路和电压源电路均与所述电流合成电路并联；所述电流源电路用于基于所述电流源电路对应的第一电压约束条件和电流控制方程，输出基波电流；所述电压源电路用于基于所述电压源电路对应的约束条件和电压控制方程，输出高次谐波电流；所述电流合成电路用于对所述基波电流和所述高次谐波电流执行电流合成操作，生成基波叠加谐波电流，所述基波叠加谐波电流用于测试高压交流断路器的开断特性。2.根据权利要求1所述的高压交流断路器的合成回路测试装置，其特征在于，所述电流源电路包括第一电容、第一电感、第一闭合开关和第二闭合开关；所述第一电容的一端与所述第一闭合开关的一端连接，所述第一电容的另一端与所述第二闭合开关的一端连接；所述第一电感的一端与所述第一闭合开关的另一端连接，所述第一电感的另一端与所述第二闭合开关的另一端连接。3.根据权利要求1所述的高压交流断路器的合成回路测试装置，其特征在于，所述电压源电路包括第二电容、第二电感、第三电容、电压源固定电阻以及第三闭合开关；所述第二电容的一端与所述第三闭合开关的一端连接，所述第二电容的另一端与所述第三电容的一端连接；所述第三电容的另一端与所述电压源固定电阻的一端连接，所述电压源固定电阻的另一端与所述第二电感的一端连接；所述第二电感的另一端与所述第三闭合开关的一端连接。4.根据权利要求1所述的高压交流断路器的合成回路测试装置，其特征在于，所述电流合成电路包括第一电阻、第四电容、高压交流断路器、总电流表以及辅助开关；所述第一电阻的一端与所述第四电容的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述辅助开关的一端连接；所述辅助开关的另一端与所述高压交流断路器的一端连接，所述高压交流断路器的另一端与所述总电流表的一端连接；所述总电流表的另一端与所述第四电容的一端连接。5.一种高压交流断路器的合成回路测试方法，其特征在于，应用于权利要求1至4任一项所述的高压交流断路器的合成回路测试装置，所述合成回路测试装置包括电流源电路、电压源电路和电流合成电路；所述电流源电路和电压源电路均与所述电流合成电路并联；所述方法包括：响应电流合成请求，基于所述电流源电路对应的第一电压约束条件，确定电流源电压；将所述电流源电压输入至所述电流源电路对应的电流控制方程，输出基波电流；基于所述电压源电路对应的约束条件，确定电压源参数；将所述电压源参数输入至所述电压源电路对应的电压控制方程，确...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪万伟，贾磊，廖鹏，傅明利，钟荣富，卓然，刘贯科，罗颜，李元佳，陈喜鹏，黄杰明，黄之明，戴喜良，高萌，许家凤，杨伟鸿，陈秋霖，贺柱，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：