斷路器在線運(yùn)行能力簡(jiǎn)易評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種斷路器在線運(yùn)行能力評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)發(fā)生短路故障后，短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)會(huì)對(duì)斷路器產(chǎn)生不利影 響。W往對(duì)運(yùn)種不利影響的研究多用于斷路器的制造。運(yùn)種事前計(jì)算方法限于電網(wǎng)接線方 式、運(yùn)行方式的不確定，多基于理想化假設(shè)條件，無法做到精確計(jì)算從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)斷路器運(yùn) 行狀態(tài)。另外W往研究?jī)H考慮單次短路，沒有考慮多次短路帶來的累積效應(yīng)，運(yùn)導(dǎo)致變電站 運(yùn)行維護(hù)過程中，短路故障發(fā)生后，斷路器的運(yùn)行狀態(tài)無法做到精確跟蹤。
[0003] 為了監(jiān)測(cè)斷路器的運(yùn)行狀態(tài)，一些變電站內(nèi)安裝了斷路器在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，在線監(jiān) 測(cè)設(shè)備可W監(jiān)測(cè)計(jì)算單次短路的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)。但在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的部署也帶來了成本 增加、安裝復(fù)雜、配置繁瑣等問題；另外在線監(jiān)測(cè)設(shè)備無法統(tǒng)計(jì)多次短路帶來的綜合累積效 應(yīng)，實(shí)際使用效果不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的： 陽〇化]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，本發(fā)明提供一種斷路器運(yùn)行能力評(píng)價(jià)的簡(jiǎn)易方法， 利用變電站監(jiān)控的全景數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)，依據(jù)保護(hù)裝置或錄波裝置上送的故障短路時(shí)刻波形，通 過波形分析、歷史數(shù)據(jù)綜合分析等手段，進(jìn)行精確實(shí)時(shí)計(jì)算從而獲知斷路器運(yùn)行能力的評(píng) 價(jià)，并且可W將評(píng)價(jià)結(jié)果轉(zhuǎn)換為狀態(tài)量和數(shù)值量，W可視化方式展現(xiàn)出來。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：斷路器在線運(yùn)行能力評(píng)價(jià)方法，包括 W下步驟：
[0007] 步驟（1)，定義判斷短路故障發(fā)生的條件；
[0008] 步驟（2)，配置短路故障前后，表征斷路器電流波形的數(shù)據(jù)源；
[0009] 步驟（3)，根據(jù)步驟（1)定義的條件，當(dāng)監(jiān)測(cè)到系統(tǒng)發(fā)生短路故障后，從步驟（2)中 配置的數(shù)據(jù)源獲得當(dāng)前動(dòng)作斷路器對(duì)應(yīng)的故障電流波形；
[0010] 步驟（4)，根據(jù)步驟（3)獲得的故障電流波形，計(jì)算本次短路故障對(duì)斷路器產(chǎn)生的 熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)；
[0011] 步驟巧），根據(jù)步驟（4)的計(jì)算結(jié)果，綜合W往短路故障的計(jì)算結(jié)果，推導(dǎo)出本斷 路器累積熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)；
[0012] 步驟化)，將步驟（5)獲得的累積熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，和預(yù)定的告警闊值比較，獲 得評(píng)價(jià)結(jié)果的狀態(tài)值，并通過監(jiān)控的監(jiān)視窗口可視化展示。
[0013] 進(jìn)一步的，所述步驟（1)中，短路故障發(fā)生條件定義為遙信動(dòng)作、遙信返回、一定 時(shí)間內(nèi)遙測(cè)值大于設(shè)定值，當(dāng)存在多種條件時(shí)，各種條件之間通過與、或、非邏輯運(yùn)算輸出 定義結(jié)果。
[0014] 進(jìn)一步的，所述步驟似中，當(dāng)某個(gè)保護(hù)裝置保護(hù)的對(duì)象（例如線路）發(fā)生短
[0015] 路時(shí)，保護(hù)裝置會(huì)跳開此對(duì)象上的斷路器，因此可W將此保護(hù)裝置和斷路器
[0016] 進(jìn)行關(guān)聯(lián)，作為獲取斷路器短路電流波形的數(shù)據(jù)源。當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，可
[0017]W根據(jù)此保護(hù)裝置的故障電流波形來計(jì)算斷路器的熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)。
[0018] 進(jìn)一步的，所述步驟（3)中，當(dāng)短路故障發(fā)生時(shí)，根據(jù)步驟（2)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，監(jiān)控系 統(tǒng)通過和保護(hù)裝置進(jìn)行通信，獲得保護(hù)裝置的故障電流波形。
[0019] 進(jìn)一步的，所述步驟（4)中，實(shí)時(shí)計(jì)算本次短路故障對(duì)斷路器產(chǎn)生的熱效應(yīng)和機(jī) 械效應(yīng)方法如下：
[0020] 熱效應(yīng)計(jì)算方法：
[0021]
式（1)
[0022] 式（1)中，Qd表示本次短路故障對(duì)斷路器產(chǎn)生的熱效應(yīng)，im表示每次采樣時(shí)短路 電流的實(shí)際值，tm表示當(dāng)前采樣距離下次采樣的時(shí)間間隔，tm開始于短路故障發(fā)生時(shí)刻，結(jié) 束于短路故障結(jié)束時(shí)刻。
[0023] 機(jī)械效應(yīng)計(jì)算方法：
[0024]ip= max(i0, ii，iz.. . 〇 式似
[00巧]式（2)中，ip表示本次短路故障對(duì)斷路器產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)，i。表示每次采樣時(shí)短 路電流的實(shí)際值。
[00%] 進(jìn)一步的，所述步驟巧）中，計(jì)算短路故障對(duì)斷路器產(chǎn)生的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)累 積值，方法如下：
[0027] 熱效應(yīng)累積值計(jì)算方法： 陽02引
式（3)
[0029] 式（3)中，Qg表示上次檢修后短路故障對(duì)斷路器產(chǎn)生的熱效應(yīng)累積值，鑛表示第 i次短路發(fā)生后熱效應(yīng)值，ti表示第i次短路與當(dāng)前時(shí)刻的時(shí)間間隔，C為調(diào)整系數(shù)，與斷 路器的型號(hào)有關(guān)。
[0030] 機(jī)械效應(yīng)累積值計(jì)算方法： 陽〇3U
式（4)
[0032] 式（4)中，L表示上次檢修后短路故障對(duì)斷路器產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)累積值，表示 第n次短路發(fā)生后機(jī)械效應(yīng)值。
[0033] 進(jìn)一步的，所述步驟化）中，將計(jì)算出的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)累積值與斷路器預(yù)先 設(shè)定的闊值比較，轉(zhuǎn)換為狀態(tài)量顯示在監(jiān)控系統(tǒng)在線運(yùn)行畫面，便于變電站運(yùn)行維護(hù)人員 使用。同時(shí)將熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)累積值、上次短路的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)值顯示在變電站監(jiān) 控系統(tǒng)在線運(yùn)行畫面，用于分析斷路器運(yùn)行狀態(tài)趨勢(shì)。 陽034] 機(jī)械效應(yīng)累積值轉(zhuǎn)換為狀態(tài)量方法： 陽03引
式巧）
[0036] 式巧）中，S表示狀態(tài)量值，其中等于0表示正常，等于1表示異常，等于2表示告 警，D為步驟（5)計(jì)算出來的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)累積值，D。為根據(jù)斷路器型號(hào)預(yù)先設(shè)定好的 異常限值，化為根據(jù)斷路器型號(hào)預(yù)先設(shè)定好的告警限值。
[0037] 本發(fā)明提供一種方法與系統(tǒng)，利用變電站監(jiān)控的全數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)，結(jié)合波形分析，通過 數(shù)據(jù)分析模塊和數(shù)據(jù)展現(xiàn)模塊，進(jìn)行精確實(shí)時(shí)計(jì)算從而獲知斷路器運(yùn)行能力的評(píng)價(jià)，數(shù)據(jù) 展現(xiàn)模塊將評(píng)價(jià)結(jié)果轉(zhuǎn)換為狀態(tài)量和數(shù)值量，W可視化方式展現(xiàn)出來。對(duì)斷路器運(yùn)行能力 提供量化的分析結(jié)果，為運(yùn)行和維護(hù)人員提供更為直觀展示方式，保障變電站設(shè)備的安全 穩(wěn)定運(yùn)行。
【附圖說明】
[0038] 圖1是本發(fā)明的總體流程示意圖。
[0039] 圖2是本發(fā)明的短路故障發(fā)生條件定義示意圖。
[0040] 圖3是本發(fā)明設(shè)及的短路故障波形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面結(jié)合附圖對(duì)技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：
[0042] 參見圖1，本斷路器在線運(yùn)行能力簡(jiǎn)易評(píng)價(jià)方法，包括W下步驟：
[0043] 第一步，根據(jù)不同的斷路器定義不同的短路故障發(fā)生條件，短路故障發(fā)生條件定 義為遙信動(dòng)作、遙信返回、一定時(shí)間內(nèi)遙測(cè)值大于設(shè)定值，當(dāng)存在多種條件時(shí)，各種條件之 間通過與、或、非邏輯運(yùn)算輸出定義結(jié)果。具體可參見圖2。
[0044] 監(jiān)控系統(tǒng)中可W通過保護(hù)動(dòng)作+斷路器分閩動(dòng)作判定發(fā)生了短路故障
[0045] 短路故障發(fā)生條件定義后存儲(chǔ)到變電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫中的記錄表 FaultT油le內(nèi)容如下：
[0046] [保護(hù)動(dòng)作1，斷路器分閩動(dòng)作1]
[0047] [保護(hù)動(dòng)作2,斷路器分閩動(dòng)作2]
[0048] … W例[保護(hù)動(dòng)作n，斷路器分閩動(dòng)作n]
[0050] 第二步，根據(jù)短路故障發(fā)生條件中的保護(hù)動(dòng)作、斷路器分閩動(dòng)作，找到對(duì)應(yīng)的保 護(hù)裝置、斷路器，并擴(kuò)充FaultTable表，加入保護(hù)裝置的編號(hào)、斷路器的編號(hào)。擴(kuò)充后的 FaultT油le表如下：
[0051] [保護(hù)動(dòng)作1，斷路器分閩動(dòng)作1，保護(hù)裝置ID1，斷路器ID1]
[0052] [保護(hù)動(dòng)作2,斷路器分閩動(dòng)作2,保護(hù)裝置ID2,斷路器ID2]
[0053] …
[0054] [保護(hù)動(dòng)作n，斷路器分閩動(dòng)作n，保護(hù)裝置IDn，斷路器IDn]
[0055] 第=步，變電站監(jiān)控系統(tǒng)都具備實(shí)時(shí)獲取保護(hù)動(dòng)作、斷路器分合的事件順序記錄 (SO巧信號(hào)，并通過MMS等協(xié)議獲取保護(hù)裝置的短路故障錄波波形文件的功能。
[0056] 當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)接收