[发明专利]计及参数正态分布的真空断路器电磁暂态模型获取方法

说明书

本发明涉及一种计及参数正态分布的真空断路器电磁暂态模型获取方法，属于电力技术领域。该方法包括以下步骤：S1：构建改进的断路器重燃及预击穿模型；S2：实现断路器合分闸模型。本发明能够表征断路器模型中参数的随机性(分散性)，降低断路器分合闸暂态过程(重燃及预击穿)的仿真误差。

技术领域

本发明属于电力技术领域，涉及计及参数正态分布的真空断路器电磁暂态模型获取方法。

背景技术

真空断路器(后文简称断路器)是电力系统的核心设备之一，其分闸小电流感性负载时，可能产生重燃现象，在系统中引发高频振荡，而在合闸过程中可能发生多次预击穿现象，产生较高的过电压。分合闸操作产生的电磁振荡将严重威胁电力设备的安全运行，因此，构建精确的断路器电磁暂态仿真模型对于保障电力系统可靠运行具有重要意义。

断路器电磁暂态仿真模型研究起于上世纪七十年代，早期受计算机计算能力的限制，主要采用可控电阻来模拟断路器截流和重燃现象，随后J.Helmer等建立了包含截流值、介质动态绝缘强度以及高频熄弧能力的断路器仿真模型，进入二十世纪后，M.Popov等进一步在Helmer模型基础上增加了断路器触头的并联支路，用于模拟开关过程中断路器的电容、电阻等杂散参数。

现有针对断路器开断感性负载或者空载变压器的研究中，大多仍沿用带并联支路的Helmer模型，忽略了断路器模型中参数的随机性，造成断路器分合闸暂态过程(重燃及预击穿)产生较大仿真误差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种计及参数正态分布的真空断路器电磁暂态模型获取方法，改进断路器重燃及预击穿模型，实现断路器分合闸电磁暂态过程重燃及预击穿的精准表征。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

计及参数正态分布的真空断路器电磁暂态模型获取方法，该方法包括以下步骤：

S1：构建改进的断路器重燃及预击穿模型；

S2：实现断路器合分闸模型。

可选的，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11：截流值

采用平均截流值反映其截断电流自然过零的能力，平均截流值表示：

I_ch＝(ωI₀αβ)^q (1)

其中：ω为角频率，I₀为工频电流幅值，α，β以及q为与触头材料相关的参数；对于Cu/Cr触头，α＝6.2×10^-16(s)，β＝14.2，q＝(1-β)^-1；

基于EMTP-ATPrandom()函数产生的随机数为均匀分布，而断路器截流值通常满足正态分布，为了模拟截流值的统计分布特性，将平均截流值转化为正态分布的截流值；

对于正态分布变量x的概率密度函数：

其中：μ为均值，σ标准差；

设s₁，s₂为在[0,1]区间满足均匀分布的随机数，则：

x＝μ+σs (4)

由式(4)计算得到的x满足正态分布，在EMTP-ATP中满足正态分布的截流值：

i_ch＝I_ch+σ_ichs (5)

其中，σ_ich为截流值的标准差，通过实验获取；