一种校核断路器短路电流直流分量开断能力的方法及系统

技术领域

本发明属于高压断路器开断性能分析技术领域，尤其涉及一种校核断路器短路电流直流分量开断能力的方法及系统。

背景技术

高压断路器是电力系统中最关键的高压开关设备。近年来随着特高压、新能源电网的建设，系统短路时直流分量对断路器开断影响的问题愈发突出。目前断路器主要通过型式试验来测试在直流分量下断路器开断性能，但对于在运设备，无法满足相应试验需求。同时试验周期长，电网结构变化后要求在有限时间内评估直流分量的影响，对断路器开断性能进行分析。

CN112528586A给出了一种高压断路器开断性能的评估方法、介质及系统。根据高压断路器的相关参数建立高压断路器开断非对称短路电流的简化焓流模型，模拟非对称短路电流，获取电流零区电弧电流、电弧电压随时间变化的曲线。逐步降低模拟的非对称短路电流，得到短路电流临界值；若电流波形在过零点后一直保持为零，则可以开断；若波形保持为正弦波，则不能开断；

CN111610439A给出了一种高压断路器短路开断能力评估及选相开断控制方法。采用电磁暂态计算的方法获取节点的短路电流和直流时间常数；判断短路电流是否小于额定短路电流，判断直流时间常数是否小于节点对应的额定直流时间常数；若大于额定直流时间常数，则通过最后半波能量等效原则进行校核。CN111579975A和CN111610439A原理基本一致，区别在于后者缺少短路电流与额定短路电流进行比较，但给出了最后半波能量等效原则的计算公式；

CN107085182A给出了一种高压断路器抗短路能力校核方法。获取断路器额定短路电流和直流时间常数，通过指数拟合法计算短路电流直流分量衰减时间常数；比较短路电流直流分量的衰减时间常数是否超标；如果超标，若短路电流超过断路器额定短路电流90%，则判断无法开断；

CN106772025A给出了一种基于全电流等效原则的断路器开断能力评估方法，获取断路器额定短路电流和直流时间常数，带入全电流有效值表达式，折算断路器实际开断电流，折算后电流如果大于系统短路电流，则判断为可以开断；

综上，目前已经有些断路器短路电流开断能力分析方法，判据主要集中在获得的短路电流时间常数要小于断路器额定直流时间常数，若大于，则通过能量等效原则，或全电流等效原则进行折算评估。以上方法，均认为断路器在不同直流时间常数下，断路器短路电流开断能力是不同的，认为断路器开断的短路电流与时间常数是一一对应关系，未考虑断路器实际开断时，在一定的允许偏差范围，断路器依旧能够实现开断，断路器开断的短路电流与时间常数并非是一一对应关系。且以上方法只考虑短路电流大小及直流之间常数，未考虑到不同断路器产品开断性能是存在差异的，开断能力应与断路器本身有关。

发明内容

本发明提供一种校核断路器短路电流直流分量开断能力的方法及系统，用于至少解决上述技术问题之一。

第一方面，本发明提供一种校核断路器短路电流直流分量开断能力的方法，包括：获取短路电流周期分量，并判断所述短路电流周期分量是否大于断路器额定短路开断电流；若所述短路电流周期分量不大于断路器额定短路开断电流，计算短路电流直流时间常数；判断所述短路电流直流时间常数是否在预设时间常数区间内，其中所述预设时间常数区间为由第一短路电流直流时间常数与第二短路电流直流时间常数构成的区间，所述第一短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的幅值标幺值与所述第二短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的幅值标幺值的第一偏差在第一允差范围内，且所述第一短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的持续时间与所述第二短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的持续时间的第二偏差在第二允差范围；若所述短路电流直流时间常数不在预设时间常数区间内，计算动静触头分离后第一个大半波的峰值以及动静触头分离后第一个大半波的持续时间；根据动静触头分离后第一个大半波的峰值与动静触头分离后第一个大半波的持续时间的乘积是否大于预设阈值确定断路器是否具备开断能力。

第二方面，本发明提供一种校核断路器短路电流直流分量开断能力的系统，包括：第一判断模块，配置为获取短路电流周期分量，并判断所述短路电流周期分量是否大于断路器额定短路开断电流；第一计算模块，配置为若所述短路电流周期分量不大于断路器额定短路开断电流，计算短路电流直流时间常数；第二判断模块，配置为判断所述短路电流直流时间常数是否在预设时间常数区间内，其中所述预设时间常数区间为由第一短路电流直流时间常数与第二短路电流直流时间常数构成的区间，所述第一短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的幅值标幺值与所述第二短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的幅值标幺值的第一偏差在第一允差范围内且所述第一短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的持续时间与所述第二短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的持续时间的第二偏差在第二允差范围；第二计算模块，配置为若所述短路电流直流时间常数不在预设时间常数区间内，计算动静触头分离后第一个大半波的峰值以及动静触头分离后第一个大半波的持续时间；分析模块，配置为根据动静触头分离后第一个大半波的峰值与动静触头分离后第一个大半波的持续时间的乘积是否大于预设阈值确定断路器是否具备开断能力。

第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的校核断路器短路电流直流分量开断能力的方法的步骤。

第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例的校核断路器短路电流直流分量开断能力的方法的步骤。

本申请的校核断路器短路电流直流分量开断能力的方法及系统，避免了通过公式简单折算方法来评估，有助于断路器开断性能分析，并且可以提高在运断路器开断性能分析的适用性，提升新增断路器参数选择的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种校核断路器短路电流直流分量开断能力的方法的流程图；

图2为本发明一实施例提供的一种校核断路器短路电流直流分量开断能力的系统的结构框图；

图3是本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，其示出了本申请的一种校核断路器短路电流直流分量开断能力的方法的流程图。

如图1所示，在步骤S101中，获取短路电流周期分量，并判断所述短路电流周期分量是否大于断路器额定短路开断电流；

在步骤S102中，若所述短路电流周期分量不大于断路器额定短路开断电流，计算短路电流直流时间常数；

在步骤S103中，判断所述短路电流直流时间常数是否在预设时间常数区间内，其中所述预设时间常数区间为由第一短路电流直流时间常数与第二短路电流直流时间常数构成的区间，所述第一短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的幅值标幺值与所述第二短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的幅值标幺值的第一偏差在第一允差范围内，且所述第一短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的持续时间与所述第二短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的持续时间的第二偏差在第二允差范围；

在步骤S104中，若所述短路电流直流时间常数不在预设时间常数区间内，计算动静触头分离后第一个大半波的峰值以及动静触头分离后第一个大半波的持续时间；

在步骤S105中，根据动静触头分离后第一个大半波的峰值与动静触头分离后第一个大半波的持续时间的乘积是否大于预设阈值确定断路器是否具备开断能力。

在本实施例中，通过计算得到短路电流周期分量、短路电流直流时间常数、断路器动静触头分离后第一个大半波的峰值及持续时间，在短路电流周期分量不大于断路器额定短路开断电流时，对短路电流直流时间常数进行归类处理，若短路电流直流时间常数不在预设时间常数区间内，计算动静触头分离后第一个大半波的峰值以及动静触头分离后第一个大半波的持续时间，根据峰值与持续时间的乘积是否大于预设阈值确定断路器是否具备开断能力。

需要说明的是，短路电流直流时间常数为45ms、60ms、75ms、100ms、120ms。以其中 某一个直流时间常数

式中，

式中，

综上，本申请的方法避免了通过公式简单折算方法来分析断路器开断能力，有助于断路器开断性能分析；可以提高在运断路器开断性能分析的适用性，提升新增断路器参数选择的准确性。

为便于理解，以下对本发明做进一步的举例描述：

断路器额定短路开断电流

区间归类：短路电流直流时间常数45ms、60ms、75ms、100ms、120ms。断路器在45ms 的短路电流直流时间常数下完成了非对称开断试验，

开断能力评估：

请参阅图2，其示出了本申请的一种校核断路器短路电流直流分量开断能力的系统的结构框图。

如图2所示，校核断路器短路电流直流分量开断能力的系统200，包括第一判断模块210、第一计算模块220、第二判断模块230、第二计算模块240以及分析模块250。

其中，第一判断模块210，配置为获取短路电流周期分量，并判断所述短路电流周期分量是否大于断路器额定短路开断电流；第一计算模块220，配置为若所述短路电流周期分量不大于断路器额定短路开断电流，计算短路电流直流时间常数；第二判断模块230，配置为判断所述短路电流直流时间常数是否在预设时间常数区间内，其中所述预设时间常数区间为由第一短路电流直流时间常数与第二短路电流直流时间常数构成的区间，所述第一短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的幅值标幺值与所述第二短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的幅值标幺值的第一偏差在第一允差范围内且所述第一短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的持续时间与所述第二短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的持续时间的第二偏差在第二允差范围；第二计算模块240，配置为若所述短路电流直流时间常数不在预设时间常数区间内，计算动静触头分离后第一个大半波的峰值以及动静触头分离后第一个大半波的持续时间；分析模块250，配置为根据动静触头分离后第一个大半波的峰值与动静触头分离后第一个大半波的持续时间的乘积是否大于预设阈值确定断路器是否具备开断能力。

应当理解，图2中记载的诸模块与参考图1中描述的方法中的各个步骤相对应。由此，上文针对方法描述的操作和特征以及相应的技术效果同样适用于图2中的诸模块，在此不再赘述。

在另一些实施例中，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行上述任意方法实施例中的校核断路器短路电流直流分量开断能力的方法；

作为一种实施方式，本发明的计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：

获取短路电流周期分量，并判断所述短路电流周期分量是否大于断路器额定短路开断电流；

若所述短路电流周期分量不大于断路器额定短路开断电流，计算短路电流直流时间常数；

判断所述短路电流直流时间常数是否在预设时间常数区间内，其中所述预设时间常数区间为由第一短路电流直流时间常数与第二短路电流直流时间常数构成的区间，所述第一短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的幅值标幺值与所述第二短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的幅值标幺值的第一偏差在第一允差范围内，且所述第一短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的持续时间与所述第二短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的持续时间的第二偏差在第二允差范围；

若所述短路电流直流时间常数不在预设时间常数区间内，计算动静触头分离后第一个大半波的峰值以及动静触头分离后第一个大半波的持续时间；

根据动静触头分离后第一个大半波的峰值与动静触头分离后第一个大半波的持续时间的乘积是否大于预设阈值确定断路器是否具备开断能力。

计算机可读存储介质可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据校核断路器短路电流直流分量开断能力的系统的使用所创建的数据等。此外，计算机可读存储介质可以包括高速随机存取存储器，还可以包括存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，计算机可读存储介质可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至校核断路器短路电流直流分量开断能力的系统。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

图3是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图，如图3所示，该设备包括：一个处理器310以及存储器320。电子设备还可以包括：输入装置330和输出装置340。处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。存储器320为上述的计算机可读存储介质。处理器310通过运行存储在存储器320中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例校核断路器短路电流直流分量开断能力的方法。输入装置330可接收输入的数字或字符信息，以及产生与校核断路器短路电流直流分量开断能力的系统的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置340可包括显示屏等显示设备。

上述电子设备可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。

作为一种实施方式，上述电子设备应用于校核断路器短路电流直流分量开断能力的系统中，用于客户端，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：

获取短路电流周期分量，并判断所述短路电流周期分量是否大于断路器额定短路开断电流；

若所述短路电流周期分量不大于断路器额定短路开断电流，计算短路电流直流时间常数；

判断所述短路电流直流时间常数是否在预设时间常数区间内，其中所述预设时间常数区间为由第一短路电流直流时间常数与第二短路电流直流时间常数构成的区间，所述第一短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的幅值标幺值与所述第二短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的幅值标幺值的第一偏差在第一允差范围内，且所述第一短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的持续时间与所述第二短路电流直流时间常数对应的断路器熄弧前的最后一个大半波的持续时间的第二偏差在第二允差范围；

若所述短路电流直流时间常数不在预设时间常数区间内，计算动静触头分离后第一个大半波的峰值以及动静触头分离后第一个大半波的持续时间；

根据动静触头分离后第一个大半波的峰值与动静触头分离后第一个大半波的持续时间的乘积是否大于预设阈值确定断路器是否具备开断能力。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。