[发明专利]基于断路器RDDS参数自学习的预击穿时间预测方法

说明书

本发明基于断路器RDDS参数自学习的预击穿时间预测方法，其特征是，基于断路器的电气关合点相位，以及电气关合点与主触头合闸点之间的时间差，得到断路器RDDS参数，并通过多次带电关合操作得到RDDS特征参数修正值，在此基础上根据目标关合相位计算预击穿时间预测值。本发明所述的方法简单可靠、运算量小，非常易于在控制系统中的软件实现。在断路器选相关合控制场合，预先计算和考虑预击穿时间，有利于提高合闸相位控制精度，有效抑制电力系统开关投入时的暂态冲击。

技术领域

本发明涉及电网断路器技术领域，特别是涉及断路器定相位合闸控制时基于RDDS特征参数自学习的预击穿时间的预测方法。

背景技术

电力系统中，开关合闸操作的暂态过程会产生涌流和过电压的影响，不利于系统的稳定性。大量现场应用经验表明，采用选相合闸可以有效减小合闸瞬时对系统产生的冲击，但是在选相合闸过程中，实际合闸相位角与设定的目标合闸相位角之间总会存在一定偏差，这除了和断路器固有的机械合闸时间的分散性相关之外，预击穿特性的影响会带来更大的偏差。

在断路器的关合过程中，伴随着断口间距离的减少，断口绝缘强度下降，当绝缘强度低于施加在断口上的系统电压值时发生预击穿，回路被电气合闸，因此断路器合闸相位还取决于断口间绝缘强度下降率(RDDS：Rate of Decrease of dielectric Strength)。预击穿电压与时间的关系简化为一条直线，斜率的绝对值即为绝缘强度下降率RDDS，即：K_p＝Ev。其中：K_p是绝缘强度下降率RDDS；E为触头间隙平均击穿场强，V为合闸速度。大量试验证实RDDS呈现正态分布，且K_p为一个几乎不受外施电压极性影响的定值。

预击穿特性实际上是一种统计特性，由于断路器断口电压的变化、触头表面光滑程度、绝缘介质强度和合闸速度等因素的影响，在实际应用中，断路器的预击穿特性的相关参数是非常难以测量的，统计预击穿特性的变化并预测下次一合闸的预击穿时间，对提高断路器的选相合闸精度具有重要意义。

在断路器选相关合时，基于断路器绝缘强度下降率(RDDS)的影响，不同的目标合闸角度下将会产生不同的预击穿时间。对于固定的目标合闸相位控制场合，预击穿时间变化范围不大，通常情况下根据断路器固有的预击穿特性设定固定的预击穿时间即可实现较为准确的定相位关合。但若每次的目标合闸相位需要根据某种参量大小进行动态调整，典型应用比如在合闸空载变压器时可能需要根据剩磁水平来确定下一次的目标合闸角度时，各次合闸控制的预击穿时间也是动态变化的，此时传统的固定预击穿时间的方法则会引入较大误差，故在对断路器进行合闸控制之前，预先对预击穿时间进行预测就非常必要。

中国专利公开号CN102315045B，公开日2014年07月23日，发明的名称为自学习控制合闸相位的方法，该专利公开了一种选相合闸装置采自学习控制合闸相位的方法，其中权利要求1中步骤(4)的关合系数，为开关厂家提供的已知量，且认为不发生变化。不足之处是，实际合闸操作关合系数可能因断路器的绝缘特性改变而发生变化，且具有一定的分散性，未能根据合闸操作的结果对关合系数进行实时调整。

本发明根据历次带电关合操作结果，通过引入RDDS特征参数自学习的方法，对目标合闸角度所对应的预击穿时间进行预测。本发明所述基于断路器RDDS参数自学习的预击穿时间预测方法，算法简单可靠、运算量小，且不涉及非线性内容，非常易于在控制系统中的软件实现，尤其适用于工程应用中对不同选相关合目标相位的预击穿时间进行预测，和据此进行关合控制的场合。使用本发明所述的方法对断路器预击穿时间进行预测，并在选相合闸控制时考虑预击穿时间，有利于提高合闸相位控制精度，从而有效抑制电力系统断路器关合时的暂态冲击。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于断路器RDDS参数自学习的预击穿时间预测方法，对不同选相关合目标相位的预击穿时间进行预测，并在选相合闸控制时考虑预击穿时间，有利于提高合闸相位控制精度，从而有效抑制电力系统断路器关合时的暂态冲击。