一种断路器开断失败风险评价方法、系统、设备和介质与流程

本发明涉及电力系统故障分析，尤其涉及断路器开断失败风险评价方法、系统、设备和介质。

背景技术：

1、线路单相接地永久故障下的直流分量致开关炸裂是由断路器重合闸后开断失败引起。故障两侧系统短路容量强弱相差较大，其中一回线路发生单相永久故障后，电厂侧弱系统先合、强系统侧后合，引起原先流过先合开关（弱系统侧）的交流分量转移到后合开关（强系统侧），先合开关短路电流的直流分量大于交流分量，出现“小交流分量、大直流分量”的工况，导致短路电流没有过零点、无法灭弧，造成开关无法开断炸裂。

2、因此，为了避免发生直流分量致开关炸裂事件，应当在实际电网运行方式安排、运行风险防控等重点工作中，进行断路器重合闸后开断失败风险评价。目前，断路器开断失败风险评价方法仅针对短路点入地电流的直流分量进行断路器开断失败风险评价，未考虑其他因素对断路器开断失败的影响，得到的风险评价结果准确度低。

技术实现思路

1、本发明提供了一种断路器开断失败风险评价方法、系统、设备和介质，解决了现有的断路器开断失败风险评价方法仅针对短路点入地电流的直流分量进行断路器开断失败风险评价，未考虑其他因素对断路器开断失败的影响，得到的风险评价结果准确度低的技术问题。

2、本发明提供的一种断路器开断失败风险评价方法，包括：

3、获取线路单相接地永久故障数据，采用所述线路单相接地永久故障数据，构建初始线路故障模型；

4、调整所述初始线路故障模型中断路器的工作状态，生成第一故障相电流和第二故障相电流；

5、基于等效频率法和所述第二故障相电流进行直流分量衰减时间常数计算，生成直流分量衰减时间常数；

6、将所述直流分量衰减时间常数、所述第一故障相电流和所述第二故障相电流进行断路器开断失败风险评价，生成断路器开断失败风险评价数据。

7、可选地，所述调整所述初始线路故障模型中断路器的工作状态，生成第一故障相电流和第二故障相电流的步骤，包括：

8、将所述初始线路故障模型中的弱侧断路器重合，生成中间线路故障模型；

9、基于所述中间线路故障模型对应的第一故障数据进行故障相电流计算，生成第一故障相电流；

10、将所述中间线路故障模型中的强侧断路器重合，生成目标线路故障模型；

11、基于所述目标线路故障模型对应的第二故障数据进行故障相电流计算，生成第二故障相电流。

12、可选地，所述基于所述中间线路故障模型对应的第一故障数据进行故障相电流计算，生成第一故障相电流的步骤，包括：

13、将所述中间线路故障模型对应的注入节点电压分量、故障电压分量和第一阻抗分量代入第一预设故障相电流计算公式，计算得到第一故障相电流；

14、所述第一预设故障相电流计算公式为：

15、；

16、其中，为第一故障相电流；为注入节点电压分量中的电压正序分量；为注入节点电压分量中的电压负序分量；为注入节点电压分量中的电压零序分量；为故障电压分量中的电压正序分量；为故障电压分量中的电压负序分量；为故障电压分量中的电压零序分量；为第一阻抗分量中的阻抗正序分量；为第一阻抗分量中的阻抗负序分量；为第一阻抗分量中的阻抗零序分量。

17、可选地，所述基于所述目标线路故障模型对应的第二故障数据进行故障相电流计算，生成第二故障相电流的步骤，包括：

18、将所述目标线路故障模型对应的第一节点电压分量、第二节点电压分量和第二阻抗分量代入第二预设故障相电流计算公式，计算得到第二故障相电流；

19、所述第二预设故障相电流计算公式为：

20、；

21、其中，为第二故障相电流；为故障支路电流正序分量；为故障支路电流负序分量；为故障支路电流零序分量；为第一节点电压分量中的电压正序分量；为第一节点电压分量中的电压负序分量；为第一节点电压分量中的电压零序分量；为第二节点电压分量中的电压正序分量；为第二节点电压分量中的电压负序分量；为第二节点电压分量中的电压零序分量；为第二阻抗分量中的阻抗正序分量；为第二阻抗分量中的阻抗负序分量；为第二阻抗分量中的阻抗零序分量。

22、可选地，所述基于等效频率法和所述第二故障相电流进行直流分量衰减时间常数计算，生成直流分量衰减时间常数的步骤，包括：

23、按照预设周波时刻采用等效频率法进行等效频率选取，生成等效频率；

24、采用所述等效频率对所述第二故障相电流对应的网络节点导纳矩阵进行更新，确定所述第二故障相电流对应的自阻抗；

25、选取所述自阻抗对应的等效电感和等效阻抗实部；

26、计算所述等效电感与所述等效阻抗实部之间的比值，生成直流分量衰减时间常数。

27、可选地，所述将所述直流分量衰减时间常数、所述第一故障相电流和所述第二故障相电流进行断路器开断失败风险评价，生成断路器开断失败风险评价数据的步骤，包括：

28、采用所述直流分量衰减时间常数、所述第一故障相电流和所述第二故障相电流进行单相重合闸短路比计算，生成单相重合闸临界短路比和单相重合闸实际短路比；

29、计算所述单相重合闸临界短路比与所述单相重合闸实际短路比之间的比值，生成单相重合闸风险等级；

30、采用所述单相重合闸风险等级，构建断路器开断失败风险评价数据。

31、可选地，所述采用所述直流分量衰减时间常数、所述第一故障相电流和所述第二故障相电流进行单相重合闸短路比计算，生成单相重合闸临界短路比和单相重合闸实际短路比的步骤，包括：

32、将所述直流分量衰减时间常数和预设重合时间代入预设单相重合闸临界短路比计算公式，计算得到单相重合闸临界短路比；

33、所述预设单相重合闸临界短路比计算公式为：

34、；

35、其中，为单相重合闸临界短路比；为强侧断路器重合后流经弱侧断路器故障相电流的直流分量衰减时间常数；为强侧开关重合后流经弱侧开关电流的第一个周波的谷值；为电角速度；

36、将所述第一故障相电流和所述第二故障相电流代入预设单相重合闸实际短路比计算公式，计算得到单相重合闸实际短路比；

37、所述预设单相重合闸实际短路比计算公式为：

38、；

39、其中，为单相重合闸实际短路比；为第一故障相电流；为第二故障相电流。

40、本发明还提供了一种断路器开断失败风险评价系统，包括：

41、初始线路故障模型构建模块，用于获取线路单相接地永久故障数据，采用所述线路单相接地永久故障数据，构建初始线路故障模型；

42、故障相电流生成模块，用于调整所述初始线路故障模型中断路器的工作状态，生成第一故障相电流和第二故障相电流；

43、直流分量衰减时间常数生成模块，用于采用等效频率法和所述第二故障相电流进行直流分量衰减时间常数计算，生成直流分量衰减时间常数；

44、断路器开断失败风险评价数据生成模块，用于将所述直流分量衰减时间常数、所述第一故障相电流和所述第二故障相电流进行断路器开断失败风险评价，生成断路器开断失败风险评价数据。

45、本发明还提供了一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行实现如上述任一项断路器开断失败风险评价方法的步骤。

46、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述任一项断路器开断失败风险评价方法。

47、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

48、本发明通过获取线路单相接地永久故障数据，采用线路单相接地永久故障数据，构建初始线路故障模型。通过调整初始线路故障模型中断路器的工作状态，生成第一故障相电流和第二故障相电流。基于等效频率法和第二故障相电流进行直流分量衰减时间常数计算，生成直流分量衰减时间常数。将直流分量衰减时间常数、第一故障相电流和第二故障相电流进行断路器开断失败风险评价，生成断路器开断失败风险评价数据。解决了现有的断路器开断失败风险评价方法仅针对短路点入地电流的直流分量进行断路器开断失败风险评价，未考虑其他因素对断路器开断失败的影响，得到的风险评价结果准确度低的技术问题。本发明不仅针对第一故障相电流和第二故障相电流的直流分量进行断路器开断失败风险评价，还通过直流分量衰减时间常数考虑永久故障下单相重合闸时序问题导致的断路器开断失败风险，提高评价结果准确度。