[发明专利]一种故障电流选相开断控制方法、装置和控制系统

说明书

本申请公开了一种故障电流选相开断控制方法、装置和高压断路器的控制系统。该方法和装置应用于电力系统的高压断路器的控制系统，具体为当电力系统发生短路故障时，对故障相的电流进行连续快速采样，得到多个电流数据；利用预设的RBF人工神经网络对多个电流数据进行计算，得到短路电流幅值和故障电流过零点；当短路电流幅值超出预设幅值阈值时，根据故障电流过零点控制高压断路器进行脱扣。通过采用的人工神经网络算法，对所要拟合的曲线不做任何简化，最大限度地反映了实际短路电流波形，因此能够精确预测故障电流过零点，并根据该点对高压断路器进行控制，从而可以避免在长燃弧条件下的电流开断。

技术领域

本申请涉及电力技术领域，更具体地说，涉及一种故障电流选相开断控制方法、装置和控制系统。

背景技术

普通断路器在开断短路电流时，其触头打开的时刻相对于电流波形是随机的，故而燃弧时间也是随机的，由于这种情况下燃弧时间不可控，因此有时候会延续很长时间，会对断路器的触头造成较大的损害。随着电力技术的进步，目前已经可以通过测量电流相位对触头的打开时刻进行控制，从而可以控制燃弧时间，使断路器在较短燃弧时间下开断电流，从而提高了断路器开断能力并且延长其电寿命。这种控制断路器在特定相位下分断短路电流的技术称为故障电流选相开断技术(Controlled Fault Interruption,CFI)。

故障电流选相开断技术的原理如图1所示。u(t)和i(t)分别为电力系统的电压和流过断路器的电流。假设在电流的α相角处发生短路故障，经过继电保护的响应时间t_PROT后，在非选相开断的情况下,继电保护系统立刻向断路器发出脱扣指令，断路器在经过固有分闸时间(t_{CB_OPEN})之后触头打开，在经过燃弧时间t_{ARC_DIRECT}后在电流的第二个过零点电弧熄灭。在选相开断的情况下，选相控制器在预测出电流过零点后确定一个目标熄弧点(TARGET)，随后经过一段延迟时长(WAITING TIME)后发出脱扣命令，在经历燃弧时间(t_{MIN_ARC})后电流过零熄灭。延迟时长的选择原则是使燃弧时间略长于断路器的最短燃弧时间，既保证断路器可以灭弧，又避免了燃弧时间过长对触头的过度电磨损。对于真空断路器，通过刻意选择WAITING TIME使断路器避免经历短路电流峰值，还可以使具有较小额定开断电流的断路器开断大的短路电流，从而相对提高断路器的开断能力。

由选相开断技术的原理可知，在已知断路器的固有分闸时间的情况下，选相开断的延迟时长由故障电流过零点的预测结果决定。但由于故障电流中存在衰减直流分量，导致会出现故障电流非周期性过零，因此故障电流过零点预测极为不易，并且必须在继电保护系统的响应时间内完成，这更加大了选相开断的难度。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种故障电流选相开断控制方法、装置和控制系统，用于在电力系统发生短路故障时根据故障电流过零点对高压断路器进行控制，避免在长燃弧时间内进行分断操作。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种故障电流选相开断控制方法，应用于电力系统的高压断路器的控制系统，所述选相开断控制方法包括步骤：

当所述电力系统发生短路故障时，对故障相的电流进行连续快速采样，得到多个电流数据；

利用预设的RBF人工神经网络对所述多个电流数据进行计算，得到短路电流幅值和故障电流过零点；

当所述短路电流幅值超出预设幅值阈值时，根据故障电流过零点控制所述高压断路器进行脱扣。

所述电流数据的个数与所述RBF人工神经网络的最小输入节点数相同。

所述根据故障电流过零点控制所述高压断路器进行脱扣，包括：