CN110941935B - 一种双断口断路器的电弧的仿真方法及系统 - Google Patents
一种双断口断路器的电弧的仿真方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例公开一种双断口断路器的电弧的仿真方法及系统。该仿真方法包括:获取所述双断口断路器的两个断口的等效电阻;建立电弧仿真模型;根据所述等效电阻,采用所述电弧仿真模型进行仿真。本发明实施例可实现对双断口断路器燃弧与熄弧的自主控制以及对电弧参数做高精度定量分析,弥补了现有模型控制逻辑适应性低与仿真精度不高的缺点,该仿真方法及系统使用方便且行之有效。
Description
技术领域
本发明涉及断路器技术领域,尤其涉及一种双断口断路器的电弧的仿真方法及系统。
背景技术
在高压开关设备中,双断口SF6断路器因为单个断口的弧隙恢复电压相对较低,介质恢复速度快,开断能力强而被广泛应用于对开断电流要求较高的场合。双断口断路器在切除容性电力设备时,由于电流超前于电压,因此在电流被开断的瞬间断路器的负荷侧会出现较大直流电压。此直流电压在两断口上最初根据断口上并联的均压电容值分布,随后逐渐依据两个断口的等效电阻分布。
受断路器瓷瓶表面污秽和环境湿度及温度等因素的影响,SF6断路器的两个断口的等效电阻有可能明显下降并且当表面污秽在断口上分布不均时,两断口的等效电阻值差异较大。在这种条件下,本应由两个断口均分的直流电压将主要集中在一个断口上,导致灭弧室在交直流混合电压的作用下被击穿从而发生燃弧。
现有的电弧仿真模型包括基于时间控制的电弧仿真模型和基于逻辑判断的电弧仿真模型。基于时间控制的电弧仿真模型需要人为控制燃弧与熄弧发生的时刻,无法反映发生燃弧故障的原因,难以推广到实际应用中。基于逻辑判断的电弧仿真模型虽然给定了燃弧与熄弧的发生条件,但未考虑电弧燃烧过程中能量随之的变化,导致仿真结果难以与实际相符。此外,现有的仿真模型都是基于单断口断路器,未考虑到双断口对电弧模型的影响,导致仿真模型在双断口断路器上适应性较差。
发明内容
本发明实施例提供一种双断口断路器的电弧的仿真方法及系统,以解决现有技术针对双断口断路器的电弧模型的仿真结果难以与实际相符的问题。
第一方面,提供一种双断口断路器的电弧的仿真方法,包括:
获取所述双断口断路器的两个断口的等效电阻;
建立电弧仿真模型;
根据所述等效电阻,采用所述电弧仿真模型进行仿真;
其中,所述电弧仿真模型的仿真电路由一个理想开关和两个非线性受控电阻串联组成,每一所述非线性受控电阻仿真每一所述断口;
所述电弧仿真模型的仿真方程组包括:
Rs=∑Rn;
其中,un表示每一所述断口的电弧电压,in表示每一所述断口的电弧电流,gn表示瞬时每一所述断口的电弧电导,Tn(|in|,gn)表示每一所述断口的电弧热时间函数,t表示时间,Rs表示所述双断口断路器的电弧电阻,Rn表示每一所述断口的电弧电阻,n=1和2。
第二方面,提供一种双断口断路器的电弧的仿真系统,包括:
获取模块,用于获取所述双断口断路器的两个断口的等效电阻;
建立模块,用于建立电弧仿真模型;
仿真模块,用于根据所述等效电阻,采用所述电弧仿真模型进行仿真;
其中,所述电弧仿真模型的仿真电路由一个理想开关和两个非线性受控电阻串联组成,每一所述非线性受控电阻仿真每一所述断口;
所述电弧仿真模型的仿真方程组包括:
Rs=∑Rn;
其中,un表示每一所述断口的电弧电压,in表示每一所述断口的电弧电流,gn表示瞬时每一所述断口的电弧电导,Tn(|in|,gn)表示每一所述断口的电弧热时间函数,t表示时间,Rs表示所述双断口断路器的电弧电阻,Rn表示每一所述断口的电弧电阻,n=1和2。
这样,本发明实施例,针对开断非阻性负载的双断口断路器可能由于两断口瓷套受污秽程度不同导致直流电压在两断口上分布不均的问题,对两断口分别建立逻辑控制与数值微分方程电弧仿真模型,并将两断口电弧仿真模型做串联处理,可实现对双断口断路器燃弧与熄弧的自主控制以及对电弧参数做高精度定量分析,弥补了现有模型控制逻辑适应性低与仿真精度不高的缺点,该仿真方法及系统使用方便且行之有效。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的双断口断路器的电弧的仿真方法的流程图;
图2是本发明一优选实施例的双断口断路器的结构示意图;
图3是本发明一优选实施例的双断口断路器的简化结构示意图;
图4是本发明实施例的双断口断路器的电弧的仿真方法的采用电弧仿真模型进行仿真的步骤的流程图一;
图5是本发明实施例的双断口断路器的电弧的仿真方法仿真得到的电弧电压的示意图;
图6是本发明实施例的双断口断路器的电弧的仿真方法的采用电弧仿真模型进行仿真的步骤的流程图二;
图7是本发明实施例的双断口断路器的电弧的仿真方法仿真得到的电弧电流和实测电弧电流的示意图;
图8是本发明实施例的双断口断路器的电弧的仿真系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种双断口断路器的电弧的仿真方法。具体的,如图1所示,该方法包括如下的步骤:
步骤S101:获取双断口断路器的两个断口的等效电阻。
在本发明一优选的实施例中,以某变电站用于投切交流滤波器的双断口SF6断路器为实例,其具体结构和简化示意结构分别如图2和图3所示。其中,如图2所示,双断口断路器包括:液压操动机构1、绝缘拉杆2、第一级灭弧室3、并联电容4、第二级灭弧室5、屏蔽罩6、合闸电阻7和支持绝缘子8。该结构为公知的结构,在此不再赘述。如图3所示,两个断口分别与电容并联,两个断口与合闸电阻断口串联。两个断口分别为第一级断口和第二级断口。
具体的,可以实际测量得到两个断口的等效电阻。在本发明一优选的实施例中,根据实际电压录波分析,确定两个断口的等效电阻,例如,两个断口的等效电阻的比值为1.7:1。
具体的,还可以预设两个断口的等效电阻。该等效电阻可根据经验预设。
步骤S102:建立电弧仿真模型。
具体的,电弧仿真模型包括仿真电路和仿真方程组。本发明实施例的电弧仿真模型基于P-T电弧仿真模型,在此模型的原理的基础上对仿真电路结构和仿真方程组做了相应的调整,使之能够适用于双断口断路器,并且能够根据使用条件自动控制燃弧和熄弧。
具体的,电弧仿真模型的仿真电路由一个理想开关和两个非线性受控电阻串联组成。非线性受控电阻的阻值随电流及其他因素而改变,因此,每一非线性受控电阻可仿真每一断口。这样,参考图3所示的简化结构,每一非线性受控电阻两端各并联一电容。
通过上述的仿真电路,将整个断路器的电弧分割为两个串联的断口电弧,从而可对每个断口的电弧采用特定的参数及参数函数的仿真方程来描述电弧特性。具体的,电弧仿真模型的仿真方程组包括如下三个方程:
其中,un表示每一断口的电弧电压。in表示每一断口的电弧电流。gn表示瞬时每一断口的电弧电导。Tn(|in|,gn)表示每一断口的电弧热时间函数。t表示时间。n=1和2,即两个断口。
该方程可通过如下的方程推导得到:
其中,Qn表示每一断口的电弧的累积能量。Pn表示每一断口的电弧散发功率,即通过传导、对流、辐射散发的功率。电弧中发生热过程,电弧的动态特性用能量平衡方程A表述,输入功率unin和电弧散发功率Pn之间的差值决定了电弧中积累能量的变化输入功率unin和电弧散发功率Pn由电流、冷却强度等外界影响因素决定。瞬时每一断口的电弧电导gn与电弧中累积能量有关,因此,可以看作是它的函数,用方程B表述。通过上述两个方程联立,并引入每一断口的电弧热时间函数,可得到本发明实施例的如式
(1)所示的每一断口的电弧电导的微分方程。
其中,Rn表示每一断口的电弧电阻。通过该方程,基由方程(1)得到的每一断口的电弧电导,可以计算每一断口的电弧电阻。
(3)Rs=∑Rn
其中,Rs表示双断口断路器的电弧电阻。该方程表示双断口断路器的电弧电阻为每个断口的电弧电阻的和。
通过该方程组,在仿真过程中,先仿真得到任一时刻的每一断口的电弧电导后,可仿真计算得到任一时刻的每一断口的电弧电阻,从而最终计算得到任一时刻的双断口断路器的电弧电阻。
步骤S103:根据等效电阻,采用电弧仿真模型进行仿真。
具体的,该步骤可在仿真软件中进行。在本发明一优选的实施例中,采用的仿真软件为EMTDC软件。在该软件中,输入等效电阻,可通过电弧仿真模型进行仿真,仿真软件得到电弧电压和电弧电流,可采用仿真方程组进行计算得到电弧电导和电弧电阻。
通过步骤S103,可以仿真电弧燃烧的过程。如图4所示,步骤S103具体包括如下的过程:
步骤S1031:在仿真软件中接通理想开关,输入等效电阻,采用电弧仿真模型,仿真得到每一断口承受的电压。
应当理解的是,在仿真软件中,根据具体情况,可以将电弧仿真模型的仿真电路接入具体的电力系统中,从而在仿真的过程中,在仿真软件中还输入其他公知的条件,例如,电弧仿真模型所在电力系统的条件,具体包括母线电压等级、滤波器类型和参数等等。具体的电力系统和这些其他公知的条件是本领域技术人员在仿真软件中进行仿真时公知的,在此不再赘述。
如图5所示,为仿真得到的每一断口承受的电压的示意图。
步骤S1032:判断是否满足电弧燃烧条件。
具体的,根据两个断口对断路器整体开断能力的影响,断路器分闸过程结束后发生击穿使电弧燃烧的条件为任一断口承受的电压超过预设击穿电压。该预设击穿电压可以根据断路器型式的试验工频耐压最大值计算。通过该判断,可确定是否发生燃弧现象。
步骤S1033:若满足电弧燃烧条件,则确定两个断口的电弧燃烧。
因此,只要有一个断口的电弧燃烧,则两个断口的电弧均燃烧。
此外,若不满足电弧燃烧条件,两个断口承受的电压均未超过预设击穿电压,则返回到步骤S1031,直到满足电弧燃烧条件。即重复进行步骤S1031~步骤S1032,直到任一断口承受的电压超过预设击穿电压。
应当理解的是,整个仿真判断电弧是否燃烧的过程,等效电阻均为步骤S101得到的等效电阻。随着时间的变化,与每一断口连接的电容的充放电过程会最终导致每一断口承受的电压发生变化,任一断口承受的电压可能超过预设击穿电压,从而导致两个断口的电弧燃烧。
通过上述的步骤,可仿真电弧燃烧的过程,通过仿真软件自动判断是否达成电弧燃烧条件,从而确定是否发生燃弧现象。
此外,通过步骤S103还可以仿真电弧熄灭的过程。如图6所示,步骤S1033之后,步骤S103还可以包括如下的过程:
步骤S1034:采用电弧仿真模型的仿真方程组计算得到每一断口的电弧电导和电弧电阻。
确定电弧燃烧后,可采用电弧仿真模型的仿真方程组计算得到每一断口的电弧电导和电弧电阻。应当理解的是,每一断口的电弧电压和电弧电流均可在仿真软件中仿真得到。当步骤S1033(确定两个断口的电弧燃烧)之后,每一断口承受的电压即为每一断口的电弧电压,同步骤S1031,即采用电弧仿真模型,在仿真软件中仿真得到每一断口的电弧电压。还应当理解的是,由于后续步骤会更新等效电阻,因此,仿真软件对电弧电压的仿真也会采用更新的等效电阻。电弧电流的仿真在后文中涉及,在此不再赘述。
步骤S1035:将计算得到的每一断口的电弧电阻作为每一断口的等效电阻。
通过该步骤采用计算得到的电弧电阻取代一开始测量或者预设的等效电阻,作为电弧燃烧后的等效电阻。
步骤S1036:判断是否满足电弧熄灭条件。
其中,电弧熄灭条件根据高频熄弧原理得到。具体的,电弧熄灭条件为任一断口的电弧电流过零,且电弧电流的变化率小于瞬态电弧电压的变化率与线路波阻抗的商。应当理解的是,这两个限制条件是针对同一断口的。对于电弧电流是否过零,可通过同一断口的当前时刻的电弧电流与前一时刻的电弧电流的乘积是否为负进行判断。若为负,则电弧电流过零。因此,上述两个条件用方程表达如下:
(1)in,t·in,t-Δt<0。其中,in,t表示当前时刻的每一断口的电弧电流,in,t-Δt表示前一时刻的每一断口的电弧电流。当前时刻和前一时刻之间的时间间隙可根据具体情况设定。
步骤S1037:若满足电弧熄灭条件,则确定两个断口的电弧熄灭。
即若任一断口的电弧电流过零且电弧电流的变化率小于瞬态电弧电压的变化率与线路波阻抗的商,则该断口的电弧熄灭,任一断口的电弧熄灭,则两个断口的电弧均熄灭。
此外,若不满足电弧熄灭条件,即两个断口都不能同时满足电弧电流过零且电弧电流的变化率小于瞬态电弧电压的变化率与线路波阻抗的商的条件,则确定两个断口的电弧没有熄灭,此时需要重新判断电弧是否熄灭。因此,若不满足电弧熄灭条件,则返回到步骤S1034,直到满足电弧熄灭条件。即重复进行步骤S1034~S1036,直到满足电弧熄灭条件。
通过上述的过程,可仿真电弧熄灭的过程,通过仿真软件自动判断是否达成电弧熄灭条件,从而确定是否发生熄弧现象。
此外,步骤S1033之后,步骤S103还可以包括:
采用电弧仿真模型,在仿真软件中仿真得到每一断口的电弧电流。
由于电弧仿真模型具体的应用场景是电磁暂态仿真软件,通过将此电弧仿真模型以模块化的方式录入软件中,设置好其所在电力系统的参数(该电力系统的参数可根据具体情况设定),便可由软件自行计算出电弧电流。应当理解的是,由于电弧燃烧后会更新等效电阻,因此,仿真软件对电弧电流的仿真也会采用更新的等效电阻。该仿真得到的电弧电流又可参与到电弧电导和电弧电阻的计算中。
在本发明一优选的实施例中,电弧电流的仿真结果如图7所示。从图7中可以看出,实测录波电弧电流与利用电弧仿真模型得到的仿真电弧电流的吻合度高,尤其是在电弧电流峰值和燃弧时间这两个最重要的指标上,两者十分接近,其燃弧时间与熄弧时间误差均不超过0.5ms。利用统计分析方法,求得燃弧到熄弧这段时间内仿真电弧电流波形与实测录波电弧电流波形之间的相似性系数为0.96,为强相关。因此,本发明实施例所构建的动态的电弧仿真模型能够很好的拟合实测燃弧后的电弧电流,表明该模型对于双断口电弧仿真具有适用性和准确性。
此外,步骤S1037之后,断开理想开关,可完成一次燃弧和熄弧的仿真过程。然后,可再次接通理想开关,进行下一次燃弧和熄弧的仿真。
综上,本发明实施例的双断口断路器的电弧的仿真方法,针对开断非阻性负载的双断口断路器可能由于两断口瓷套受污秽程度不同导致直流电压在两断口上分布不均的问题,对两断口分别建立逻辑控制与数值微分方程电弧仿真模型,并将两断口电弧仿真模型做串联处理,可实现对双断口断路器燃弧与熄弧的自主控制以及对电弧参数做高精度定量分析,弥补了现有模型控制逻辑适应性低与仿真精度不高的缺点,该仿真方法使用方便且行之有效。
本发明实施例还公开了一种双断口断路器的电弧的仿真系统。如图8所示,该系统包括如下的模块:
获取模块801,用于获取双断口断路器的两个断口的等效电阻。
建立模块802,用于建立电弧仿真模型。
仿真模块803,用于根据等效电阻,采用电弧仿真模型进行仿真。
其中,电弧仿真模型的仿真电路由一个理想开关和两个非线性受控电阻串联组成,每一非线性受控电阻仿真每一断口。
电弧仿真模型的仿真方程组包括:
Rs=∑Rn。
其中,un表示每一断口的电弧电压,in表示每一断口的电弧电流,gn表示瞬时每一断口的电弧电导,Tn(|in|,gn)表示每一断口的电弧热时间函数,t表示时间,Rs表示双断口断路器的电弧电阻,Rn表示每一断口的电弧电阻,n=1和2。
优选的,仿真模块803包括:
第一仿真子模块,用于在仿真软件中接通理想开关,输入等效电阻,采用电弧仿真模型,仿真得到每一断口承受的电压。
第一判断子模块,用于判断是否满足电弧燃烧条件。
其中,电弧燃烧条件为任一断口承受的电压超过预设击穿电压。
第一确定子模块,用于若满足电弧燃烧条件,则确定两个断口的电弧燃烧。
优选的,仿真模块803还包括:
第一返回子模块,用于判断是否满足电弧燃烧条件的步骤之后,若不满足电弧燃烧条件,则返回到仿真得到每一断口承受的电压的步骤,直到满足电弧燃烧条件。
优选的,仿真模块803还包括:
计算子模块,用于确定两个断口的电弧燃烧的步骤之后,采用电弧仿真模型的仿真方程组计算得到每一断口的电弧电导和电弧电阻。
作为子模块,用于将计算得到的每一断口的电弧电阻作为每一断口的等效电阻。
优选的,仿真模块803还包括:
第二判断子模块,用于将计算得到的电弧电阻作为每一断口的等效电阻的步骤之后,判断是否满足电弧熄灭条件。
其中,电弧熄灭条件为任一断口的电弧电流过零且电弧电流的变化率小于瞬态电弧电压的变化率与线路波阻抗的商。
第二确定子模块,用于若满足电弧熄灭条件,则确定两个断口的电弧熄灭。
优选的,仿真模块803还包括:
第二返回子模块,用于判断是否满足电弧熄灭条件的步骤之后,若不满足电弧熄灭条件,则返回到采用电弧仿真模型的仿真方程组计算得到每一断口的电弧电导和电弧电阻的步骤,直到满足电弧熄灭条件。
优选的,仿真模块803还包括:
第二仿真子模块,用于确定两个断口的电弧燃烧的步骤之后,采用电弧仿真模型,在仿真软件中仿真得到每一断口的电弧电流。
对于装置实施例而言,由于其与方法实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
综上,本发明实施例的双断口断路器的电弧的仿真系统,针对开断非阻性负载的双断口断路器可能由于两断口瓷套受污秽程度不同导致直流电压在两断口上分布不均的问题,对两断口分别建立逻辑控制与数值微分方程电弧仿真模型,并将两断口电弧仿真模型做串联处理,可实现对双断口断路器燃弧与熄弧的自主控制以及对电弧参数做高精度定量分析,弥补了现有模型控制逻辑适应性低与仿真精度不高的缺点,该仿真系统使用方便且行之有效。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本发明实施例中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种双断口断路器的电弧的仿真方法,其特征在于,包括:
获取所述双断口断路器的两个断口的等效电阻;
建立电弧仿真模型;
根据所述等效电阻,采用所述电弧仿真模型进行仿真;
其中,所述电弧仿真模型的仿真电路由一个理想开关和两个非线性受控电阻串联组成,每一所述非线性受控电阻仿真每一所述断口;
所述电弧仿真模型的仿真方程组包括:
Rs=∑Rn;
其中,un表示每一所述断口的电弧电压,in表示每一所述断口的电弧电流,gn表示瞬时每一所述断口的电弧电导,Tn(|in|,gn)表示每一所述断口的电弧热时间函数,t表示时间,Rs表示所述双断口断路器的电弧电阻,Rn表示每一所述断口的电弧电阻,n=1和2;
所述采用所述电弧仿真模型进行仿真的步骤,包括:
在仿真软件中接通所述理想开关,输入所述等效电阻,采用所述电弧仿真模型,仿真得到每一所述断口承受的电压;
判断是否满足电弧燃烧条件,其中,所述电弧燃烧条件为任一所述断口承受的电压超过预设击穿电压;
若满足所述电弧燃烧条件,则确定两个所述断口的电弧燃烧;
所述判断是否满足电弧燃烧条件的步骤之后,所述采用所述电弧仿真模型进行仿真的步骤,还包括:
若不满足所述电弧燃烧条件,则返回到所述仿真得到每一所述断口承受的电压的步骤,直到满足所述电弧燃烧条件;
所述确定两个所述断口的电弧燃烧的步骤之后,所述采用所述电弧仿真模型进行仿真的步骤,还包括:
采用所述电弧仿真模型的仿真方程组计算得到每一所述断口的电弧电导和电弧电阻;
将计算得到的每一所述断口的电弧电阻作为每一所述断口的等效电阻;
所述将计算得到的所述电弧电阻作为每一所述断口的等效电阻的步骤之后,所述采用所述电弧仿真模型进行仿真的步骤,还包括:
判断是否满足电弧熄灭条件,其中,所述电弧熄灭条件为任一所述断口的电弧电流过零且电弧电流的变化率小于瞬态电弧电压的变化率与线路波阻抗的商;
若满足所述电弧熄灭条件,则确定两个所述断口的电弧熄灭;
所述判断是否满足电弧熄灭条件的步骤之后,所述采用所述电弧仿真模型进行仿真的步骤,还包括:
若不满足所述电弧熄灭条件,则返回到所述采用所述电弧仿真模型的仿真方程组计算得到每一所述断口的电弧电导和电弧电阻的步骤,直到满足所述电弧熄灭条件;
所述确定两个所述断口的电弧燃烧的步骤之后,所述采用所述电弧仿真模型进行仿真的步骤,还包括:
采用所述电弧仿真模型,在所述仿真软件中仿真得到每一所述断口的电弧电流。
2.一种双断口断路器的电弧的仿真系统,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取所述双断口断路器的两个断口的等效电阻;
建立模块,用于建立电弧仿真模型;
仿真模块,用于根据所述等效电阻,采用所述电弧仿真模型进行仿真;
其中,所述电弧仿真模型的仿真电路由一个理想开关和两个非线性受控电阻串联组成,每一所述非线性受控电阻仿真每一所述断口;
所述电弧仿真模型的仿真方程组包括:
Rs=∑Rn;
其中,un表示每一所述断口的电弧电压,in表示每一所述断口的电弧电流,gn表示瞬时每一所述断口的电弧电导,Tn(|in|,gn)表示每一所述断口的电弧热时间函数,t表示时间,Rs表示所述双断口断路器的电弧电阻,Rn表示每一所述断口的电弧电阻,n=1和2;
所述仿真模块包括:
第一仿真子模块,用于在仿真软件中接通所述理想开关,输入所述等效电阻,采用所述电弧仿真模型,仿真得到每一所述断口承受的电压;
第一判断子模块,用于判断是否满足电弧燃烧条件,其中,所述电弧燃烧条件为任一所述断口承受的电压超过预设击穿电压
第一确定子模块,用于若满足所述电弧燃烧条件,则确定两个所述断口的电弧燃烧;
第一返回子模块,用于若不满足所述电弧燃烧条件,则返回到所述仿真得到每一所述断口承受的电压的步骤,直到满足所述电弧燃烧条件;
计算子模块,用于所述确定两个所述断口的电弧燃烧的步骤之后,采用所述电弧仿真模型的仿真方程组计算得到每一所述断口的电弧电导和电弧电阻;
作为子模块,用于将计算得到的每一所述断口的电弧电阻作为每一所述断口的等效电阻;
第二判断子模块,用于所述将计算得到的所述电弧电阻作为每一所述断口的等效电阻的步骤之后,判断是否满足电弧熄灭条件,其中,所述电弧熄灭条件为任一所述断口的电弧电流过零且电弧电流的变化率小于瞬态电弧电压的变化率与线路波阻抗的商;
第二确定子模块,用于若满足所述电弧熄灭条件,则确定两个所述断口的电弧熄灭;
第二返回子模块,用于所述判断是否满足电弧熄灭条件的步骤之后,若不满足所述电弧熄灭条件,则返回到所述采用所述电弧仿真模型的仿真方程组计算得到每一所述断口的电弧电导和电弧电阻的步骤,直到满足所述电弧熄灭条件;
第二仿真子模块,用于所述确定两个所述断口的电弧燃烧的步骤之后,采用所述电弧仿真模型,在所述仿真软件中仿真得到每一所述断口的电弧电流。
Priority Applications (1)
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