CN103197128B - 一种计算合成试验电流过零点斜率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种计算合成试验电流过零点斜率的方法，通过迭代法准确的计算出合成试验电流过零点斜率，减少了人为误差，提高了试验数据分析的精确度；该方法不但具有图形法直观形象的优点，同时还兼备了方便高效的优点，提高了试验的效率。本发明方法所获得的准确的电流过零点斜率值，可以供试验人员参考，用于调整合成试验回路参数，使电压投入前，被试断路器中电流过零时的变化率与实际电网中电流过零时的变化率相等，保证了试验回路的等价性。

Description

一种计算合成试验电流过零点斜率的方法

【技术领域】

本发明涉及高压断路器合成试验技术领域，特别涉及一种计算合成试验电流过零点斜率的方法。

【背景技术】

在高压断路器合成试验中，一般采用电流引入法（Weil回路），电流源提供电流过零前的大电流，电压源提供一部分电流与电流源叠加在一起。电压投入后，被试断路器中电流过零时的变化率di₂/dt|_i=0应与实际电网中电流过零时的变化率di'_s/dt|_i=0相等，以保证电流过零时前后的电弧现象基本相同。目前获得电流过零点斜率的方法主要依靠绘图法，用绘图工具人工作一条通过电流零点的切线，然后根据时间轴和幅值比例尺计算该切线的斜率，将该斜率作为电流过零点的斜率。绘图法是最简单、直观的方法，但是主要是靠技术人员手动作图，不但试验数据分析效率低，并且不可避免地带来了人为因素的误差，不能准确测量试验参数电流过零点斜率，影响试验回路有效性和被试断路器开断性能的评判。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种计算合成试验电流过零点斜率的方法，以提高试验数据分析的精确度，减少人为误差。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种计算合成试验电流过零点斜率的方法，包括以下步骤：

1）、获取高压断路器合成试验中电压源的电流曲线图，取该曲线图的第一个周期波形；确定第一个周期波形正半周电流的半波峰值I_max和半波峰值对应的时间T_c；

2）、在电流曲线图的第一个波形的正半周绘制一条与时间轴平行的阈值水平线TLVL，阈值水平线TLVL与第一个波形的正半周的交点所对应的时间为T_a和T_b，根据公式1计算出电流的近似周期T_f：

1/T_f=1/(2*π(T_b-T_a))*cos(TLVL/I_max)  （1）

公式1中，TLVL为阈值水平线TLVL与电压源的电流曲线交点处所对应的电流值；再由公式2和公式3分别计算出时间T_low和T_high；

T_low=T_c+T_f/4-T_f/12-T_s/2              （2）

T_high=T_c+T_f/4-T_s/2                   （3）

公式3中，T_s为电压源的电流曲线的采样时间间隔；

3）、时间T_low所对应的电流为I(T_low)，T_high所对应的电流为I(T_high)；根据(T_low,I(T_low))和(T_high,I(T_high))两点确定一条直线L，并计算直线L与时间轴的交点时间T_zero；

4）、根据公式4确定逼近步长T₁，

T₁=(T_zero+T_high)/2                   （4）

进行迭代，令T_low=T_low+T₁，T_high=T_high+T₁；若迭代后的T_low和T_high所对应的I(T_low)和I(T_high)的乘积，即I(T_low)*I(T_high)>0，则重新执行步骤3）和步骤4）；否则循环结束，返回直线L，直线L的斜率即为电流过零点的斜率。

本发明进一步的改进在于：T_s≤1×10^-5秒。

本发明进一步的改进在于：电压源的电流曲线图中横坐标时间的单位为s，纵坐标电流值的单位为kA。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明一种计算合成试验电流过零点斜率的方法，通过迭代法准确的计算出算合成试验电流过零点斜率，减少了人为误差，提高了试验数据分析的精确度；该方法不但具有图形法直观形象的优点，同时还兼备了方便高效的优点，提高了试验的效率。本发明方法所获得的准确的电流过零点斜率值，可以供试验人员参考，用于调整合成试验回路参数，使电压投入前，被试断路器中电流过零时的变化率与实际电网中电流过零时的变化率相等，保证了试验回路的等价性。

【附图说明】

图1为本高压断路器合成试验中电压源的电流曲线的第一个周期正半周示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1所示，本发明一种计算合成试验电流过零点斜率的方法，包括以下步骤：

1）、获取高压断路器合成试验中电压源的电流曲线图，取该曲线图的第一个周期波形；确定第一个周期波形正半周电流的半波峰值I_max（单位：kA）和半波峰值对应的时间T_c（单位：s）。

2）、在电流曲线图的第一个波形的正半周绘制一条与时间轴平行的阈值水平线TLVL，阈值水平线TLVL与第一个波形的正半周的交点所对应的时间为T_a和T_b，根据公式1计算出电流的近似周期T_f：

1/T_f=1/(2*π(T_b-T_a))*cos(TLVL/I_max)  （1）

公式1中，TLVL为阈值水平线TLVL与电压源的电流曲线交点处所对应的电流值；再由公式2和公式3分别计算出时间T_low和T_high；

T_low=T_c+T_f/4-T_f/12-T_s/2              （2）

T_high=T_c+T_f/4-T_s/2                   （3）

公式3中，T_s为电压源的电流曲线的采样时间间隔，T_s≤1×10^-5秒。

3）、时间T_low所对应的电流为I(T_low)，T_high所对应的电流为I(T_high)；根据(T_low,I(T_low))和(T_high,I(T_high))两点确定一条直线L，并计算直线L与时间轴的交点T_zero。

4）、根据公式4确定逼近步长T₁，

T₁=(T_zero+T_high)/2                  （4）

令，T_low=T_low+T₁，T_high=T_high+T₁；若迭代后的T_low和T_high所对应的I(T_low)和I(T_high)的乘积，即I(T_low)*I(T_high)>0，则重新执行步骤3）和步骤4）；否则循环结束，返回I(T_low)*I(T_high)≤0时所对应的直线L，该直线L的斜率即为电流过零点的斜率。

Claims (2)

1.一种计算合成试验电流过零点斜率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、获取高压断路器合成试验中电压源的电流曲线图，取该曲线图的第一个周期波形；确定第一个周期波形正半周电流的半波峰值I_max和半波峰值对应的时间T_c；

2)、在电流曲线图的第一个波形的正半周绘制一条与时间轴平行的阈值水平线TLVL，阈值水平线TLVL与第一个波形的正半周的交点所对应的时间为T_a和T_b，根据公式1计算出电流的近似周期T_f：

1/T_f＝1/(2*π(T_b-T_a))*cos(TLVL/I_max)      (1)

公式1中，TLVL为阈值水平线TLVL与电压源的电流曲线交点处所对应的电流值；再由公式2和公式3分别计算出时间T_low和T_high；

T_low＝T_c+T_f/4-T_f/12-T_s/2         (2)

T_high＝T_c+T_f/4-T_s/2              (3)

公式2和3中，T_s为电压源的电流曲线的采样时间间隔；

3)、时间T_low所对应的电流为I(T_low)，T_high所对应的电流为I(T_high)；根据(T_low,I(T_low))和(T_high,I(T_high))两点确定一条直线L，并计算直线L与时间轴的交点时间T_zero；

4)、根据公式4确定逼近步长T₁，

T₁＝(T_zero+T_high)/2        (4)

进行迭代，令T_low＝T_low+T₁，T_high＝T_high+T₁；若迭代后的T_low和T_high所对应的I(T_low)和I(T_high)的乘积，即I(T_low)*I(T_high)>0，则重新执行步骤3)和步骤4)；否则循环结束，返回直线L，直线L的斜率即为电流过零点的斜率。

2.根据权利要求1所述的一种计算合成试验电流过零点斜率的方法，其特征在于，T_s≤1×10^-5秒。