一种用于超高压断路器备品选择及配置的方法及系统

技术领域

本发明涉及输变电工程技术领域，更具体地，涉及一种用于超高压断路器备品选择及配置的方法及系统。

背景技术

在交流超高压工程中，线路断路器装设合闸电阻是限制线路合闸和单相重合闸过电压的重要手段之一，并在国内外的超高压工程中得到了广泛应用。不同工程由于工程参数、设计单位、断路器厂家的不同，线路断路器合闸电阻阻值往往是有差异的，即使是同一电压等级的工程。例如目前750kV工程中线路断路器的合闸电阻有400Ω、500Ω、600Ω、1500Ω等多种阻值，甚至还有同一变电站存在不同合闸电阻阻值断路器的情况。由于超高压工程在电网中的作用十分突出，重要的设备均是有备品(备用相)的，包括变压器、断路器等。当在运断路器由于故障、损坏等原因需要更换时，为减少停电时间，需要立即用备品更换故障断路器。近十年来，我国电网发展迅速，规模庞大，因此设备的数量急剧增加，备品数量也随之增加。而目前断路器备品参数的选择和配置方案简单粗放，即与在运断路器参数完全一致，包括合闸电阻阻值，并对应在运断路器进行配置备品。若不同断路器的合闸电阻参数不同，备品不能通用、共享，这就造成了备品数量众多，在一定程度上造成了投资浪费和占用额外的土地；另一方面，超高压断路器故障率低，因此备品的使用率低，备品长时间不用容易出现质量问题，如果在需要时不能替代故障设备，需重新定制新的产品，从而造成停电时间过长，影响供电可靠性。

综上分析，现有技术断路器备品参数的选择和配置原则和方法过于粗放，仅仅是照搬在运断路器的参数，配置相应的备品。一是造成浪费，不同合闸电阻阻值的断路器不能互换、不能作为备品，因此就需要大量的备品，从而造成投资的浪费和占用变电站面积(土地资源)的浪费；二是，若备品有问题不能替代故障设备，也不能挪用别的不同合闸电阻的断路器，影响供电可靠性。

因此，需要提出科学、合理的断路器备品的参数选择方法，节省投资和提高供电可靠性。

发明内容

本发明技术方案提供一种用于超高压断路器备品选择及配置的方法及系统，以解决如何对超高压断路器备品进行选择的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于超高压断路器备品选择及配置的方法，所述方法包括：

基于断路器的型式和参数将断路器类型分为A类断路器和B类断路器；

统计不同分类中断路器的合闸电阻阻值及其数量，将每类断路器中数量占比最大的合闸电阻阻值分别记为R

将选择出的两种典型线路的断路器中的一相合闸电阻分别替换为R

当计算出的每种典型线路的合闸过电压不大于预设的操作过电压限值时，将电阻阻值为R

优选地，所述典型线路为200km、400km。

优选地，还包括：

当计算出的200km的典型线路的合闸过电压大于预设的操作过电压限值时包括：

将电阻阻值为R

优选地，还包括：

当计算出的400km的典型线路的合闸过电压大于预设的操作过电压限值时包括：

将电阻阻值为R

优选地，330kV电压等级对应的操作过电压限值是2.2p.u.，500kV电压等级对应的操作过电压限值是2.0p.u.，750kV电压等级对应的操作过电压限值是1.8p.u.。

基于本发明的另一方面，本发明提供了一种用于超高压断路器备品选择及配置的系统，所述系统包括：

初始单元，用于基于断路器的型式和参数将断路器类型分为A类断路器和B类断路器；统计不同分类中断路器的合闸电阻阻值及其数量，将每类断路器中数量占比最大的合闸电阻阻值分别记为R

计算单元，用于将选择出的两种典型线路的断路器中的一相合闸电阻分别替换为R

结果单元，用于当计算出的每种典型线路的合闸过电压不大于预设的操作过电压限值时，将电阻阻值为R

优选地，所述典型线路为200km、400km。

优选地，所述结果单元还用于：

当计算出的200km的典型线路的合闸过电压大于预设的操作过电压限值时包括：

将电阻阻值为R

优选地，所述结果单元还用于：

当计算出的400km的典型线路的合闸过电压大于预设的操作过电压限值时包括：

将电阻阻值为R

优选地，330kV电压等级对应的操作过电压限值是2.2p.u.，500kV电压等级对应的操作过电压限值是2.0p.u.，750kV电压等级对应的操作过电压限值是1.8p.u.。

本发明的技术方案提供了一种用于超高压断路器备品选择及配置的方法及系统，其中方法包括：基于断路器的型式和参数将断路器类型分为A类断路器和B类断路器；统计不同分类中断路器的合闸电阻阻值及其数量，将每类断路器中数量占比最大的合闸电阻阻值分别记为R

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为根据本发明优选实施方式的一种用于超高压断路器备品选择及配置的方法流程图；

图2为根据本发明优选实施方式的断路器合闸电阻备品选择方法流程图；以及

图3为根据本发明优选实施方式的一种用于超高压断路器备品选择及配置的系统结构图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本发明优选实施方式的一种用于超高压断路器备品选择及配置的方法流程图。本发明提供了一种针对带合闸电阻的超高压断路器备品的选择及配置方法。

本发明创造针对目前没有规范、完整的合闸电阻断路器备品的选择和配置方法，仅仅完全照搬在运断路器的参数选择备品，并一一对应在运断路器的数量进行配置，导致现场断路器备品种类和数量多的问题，提出通过将断路器进行分类，选择占比最高的合闸电阻阻值进行过电压计算校核，根据过电压计算结果，最终确定备品断路器的参数和配置方案。本发明提出的断路器备品的参数选择及配置方法，更加合理的选择断路器备品，优化断路器备品的类型和数量。

如图1所示，本发明提供了一种用于超高压断路器备品选择及配置的方法，方法包括：

步骤101：基于断路器的型式和参数将断路器类型分为A类断路器和B类断路器；

本发明根据断路器的型式和外形尺寸和操作机构等进行分类，将这些参数相同或相近的断路器归为同一类。目前我国超高压工程同一电压等级断路器的上述参数不超过两类，设A、B类。有的电压等级只有一类，例如750kV工程。

步骤102：统计不同分类中断路器的合闸电阻阻值及其数量，将每类断路器中数量占比最大的合闸电阻阻值分别记为R

本发明分别统计A、B两类断路器的合闸电阻阻值及其数量，占比最大的合闸电阻阻值分别记为R

步骤103：将选择出的两种典型线路的断路器中的一相合闸电阻分别替换为R

步骤104：当计算出的每种典型线路的合闸过电压不大于预设的操作过电压限值时，将电阻阻值为R

优选地，还包括：

当计算出的200km的典型线路的合闸过电压大于预设的操作过电压限值时包括：

将电阻阻值为R

优选地，还包括：

当计算出的400km的典型线路的合闸过电压大于预设的操作过电压限值时包括：

将电阻阻值为R

步骤四，当计算得到的合闸过电压大于标准规定的限值时，若200km的线路过电压不满足要求，将R

步骤五，根据步骤三，一个变电站同一类(A或B)断路器的备品仅配置一只(一相，下文相同)即可；根据步骤四，一个变电站同一类断路器的备品配置1～2只即可。

本发明明确了带合闸电阻断路器备品的选择方法和流程，以及配置方案，可大大减少变电站断路器备品的数量，弥补现有做法简单粗放、造成浪费的不足。

本发明所涉及的一种超高压断路器备品的选择和配置方法，具备以下预期效果：1)提出的选择超特高压断路器备品的方法和流程合理、可实施性强；2)减少断路器备品的数量和类型，同一电压等级最少1种合闸电阻、最多4种合闸电阻(一般2～3种)就可满足要求，同一变电站最少仅布置1只备品就可满足要求。减少大量断路器备品的投资和占地。

本发明通过将断路器进行分类，选择占比最高的合闸电阻阻值进行过电压计算校核，根据过电压计算结果，最终确定备品断路器的参数和配置方案。具体的方法和流程见图2。

750kV工程的线路断路器均为落地罐式，外型尺寸接近，套管高度差异较小，其操作机构形式、套管接线外部条件基本一致。因此，所有750kV断路器均可归为一类，设为A类。合闸电阻包括400Ω、500Ω、550Ω、600Ω、700Ω、1500Ω。带合闸电阻的750kV断路器数量统计见表1所示，合闸电阻有6种类型。假如同一个变电站包含有3种类型合闸电阻的断路器，按照目前的选择断路器备品的方法和原则，就需要3种类型合闸电阻的断路器作为备品；此外，数量上也至少是3只备品。

表1西北地区不同合闸电阻阻值的750kV断路器数量

合闸电阻500Ω的断路器占总数的50％以上，因此初步选择断路器备用相合闸电阻RA1为500Ω。选择2种典型长度200km、400km，将其断路器中的一相合闸电阻分别换为500Ω，开展线路合闸过电压仿真计算。若计算得到的过电压低于标准规定的允许值(1.8p.u.)，则所有750kV线路断路器备品均可选择合闸电阻500Ω的断路器，简化了断路器的种类。并且同一个变电站只需备用1种合闸电阻的断路器，同时数量上也可减少，备用1只即可满足要求。

若计算得到的过电压不满足要求，且不满足要求的线路主要分布在中短距离0-200km。将断路器中的一相合闸电阻阻值增加200Ω即为700Ω，作为0-200km线路断路器的备品。200-400km线路选择合闸电阻500Ω的断路器作为备品。这样在一定程度上也可以减少断路器备品的数量，同一个变电站备用1～2种合闸电阻的断路器即可。

本发明根据断路器的外型尺寸、操作机构形式对断路器进行归类，在每一类中选择合闸电阻阻值占比最高一个阻值(R

本发明当计算得到的合闸过电压大于标准规定的限值时，若200km的线路过电压不满足要求，将R

图3为根据本发明优选实施方式的一种用于超高压断路器备品选择及配置的系统结构图。

如图3所示，本发明提供一种用于超高压断路器备品选择及配置的系统，系统包括：

初始单元301，用于基于断路器的型式和参数将断路器类型分为A类断路器和B类断路器；统计不同分类中断路器的合闸电阻阻值及其数量，将每类断路器中数量占比最大的合闸电阻阻值分别记为R

计算单元302，用于将选择出的两种典型线路的断路器中的一相合闸电阻分别替换为R

结果单元303，用于当计算出的每种典型线路的合闸过电压不大于预设的操作过电压限值时，将电阻阻值为R

当计算出的200km的典型线路的合闸过电压大于预设的操作过电压限值时包括：

将电阻阻值为R

优选地，结果单元303还用于：

当计算出的400km的典型线路的合闸过电压大于预设的操作过电压限值时包括：

将电阻阻值为R

本发明优选实施方式的一种用于超高压断路器备品选择及配置的系统300与本发明优选实施方式的一种用于超高压断路器备品选择及配置的方法100相对应，在此不再进行赘述。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。