專利名稱：一種輸電線路潛供電弧仿真模擬裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)過電壓領(lǐng)域，具體涉及一種輸電線路潛供電弧的仿真模擬裝置及方 法，用于仿真系統(tǒng)出現(xiàn)潛供電弧的電磁暫態(tài)過程，從而得到潛供電弧的電壓、電流、長(zhǎng)度和 自熄時(shí)間等特性。
背景技術(shù)：
現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行和事故統(tǒng)計(jì)表明，我國(guó)110kV及以上電壓等級(jí)的輸電線路發(fā)生單相接地故障占 線路總故障的90%以上，所以輸電網(wǎng)廣泛應(yīng)用單相重合閘策略，由正常線路感應(yīng)引起的潛供 電弧自熄特性，將影響無(wú)電流間歇時(shí)間和單相重合閘成功率。輸電線路潛供電弧在大氣中自 由運(yùn)動(dòng)，處于開放的大氣環(huán)境中，屬于長(zhǎng)間隙自由開弧。潛供電弧間隙較長(zhǎng)，如特高壓電弧 間隙可達(dá)10m之長(zhǎng)，致使?jié)摴╇娀√匦援惓?fù)雜，增加了研究電弧自熄特性的難度。
潛供電弧是個(gè)多物理過程的復(fù)雜現(xiàn)象，其發(fā)展受多種因素影響，隨機(jī)性較強(qiáng)。模擬試驗(yàn) 作為電弧研究的直接手段和基礎(chǔ)方法，可直觀獲得潛供電弧電壓、電流波形、電弧圖像及燃 弧時(shí)間等重要參量，為建立和校核潛供電弧模型積累大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，是電弧前期研究中不 可或缺的重要步驟。但電弧試驗(yàn)受條件限制，且缺乏精確的測(cè)量方法和工具，難以完全與實(shí) 際情況相符，所以潛供電弧試驗(yàn)存在的缺陷表現(xiàn)為靈活性不足，及因電弧現(xiàn)象的分散性需通 過大量試驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，使得資金和時(shí)間的投入都較大，限制了電弧模擬試驗(yàn)的應(yīng)用范圍。
目前，通常將潛供電弧視為常數(shù)電阻(O或數(shù)歐姆)，采用各種分析系統(tǒng)電磁暫態(tài)過程的程 序計(jì)算輸電線路的潛供電流和恢復(fù)電壓，隨后參考潛供電弧自熄試驗(yàn)結(jié)果確定單相重合閘時(shí) 間。由電弧試驗(yàn)結(jié)論和相關(guān)物理學(xué)說(shuō)可知，潛供電弧的弧道電阻在整個(gè)周期里是變化的，并 非常數(shù)，其與電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和環(huán)境條件等因素密切相關(guān)，且因上面敘述的潛供電弧試驗(yàn) 結(jié)果存在的分散性，可能使計(jì)算得到的燃弧時(shí)間與實(shí)際潛供電弧自熄時(shí)間的偏差較大，從而 給確定單相重合閘整定時(shí)間引入不小的誤差。
在燃弧過程中，潛供電弧不斷被拉長(zhǎng)，使電弧發(fā)展很不穩(wěn)定，進(jìn)而影響電弧自熄特性。 由于電弧長(zhǎng)度的變化較"雜亂"，對(duì)潛供電弧自熄特性進(jìn)行仿真模擬時(shí)，可能不考慮電弧長(zhǎng)度 的變化，或采用簡(jiǎn)單地給出的長(zhǎng)度與時(shí)間的表達(dá)式描述，與實(shí)際電弧長(zhǎng)度的變化不符。對(duì)于 現(xiàn)有的潛供電弧自熄判據(jù)，大多由試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)而得，包括電弧臨界長(zhǎng)度的經(jīng)驗(yàn)公式，弧道 介質(zhì)強(qiáng)度與恢復(fù)電壓的比較，熄弧時(shí)的電弧溫度值、潛供電流和恢復(fù)電壓范圍等?？梢姡@些電弧自熄判據(jù)僅適用于較特定的燃弧工況，不具備通用性。
綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的輸電線路潛供電弧模擬試驗(yàn)和潛供電弧方面的仿真模擬，都未 能揭示潛供電弧的物理本質(zhì)，且須分兩步才能確定輸電線路潛供電弧的自熄時(shí)間，致使出現(xiàn) 累積誤差。隨著計(jì)算機(jī)和數(shù)字仿真技術(shù)的日益發(fā)展，數(shù)學(xué)建模已成為電弧研究的重要工具， 也是電弧研究的發(fā)展趨勢(shì)。因此，有必要提出一種對(duì)輸電線路潛供電弧進(jìn)行仿真模擬的裝置 和方法，預(yù)測(cè)電弧特性，直接得到潛供電弧自熄時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)輸電線路潛供電弧仿真模擬研究所存在的不足和缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種輸 電線路潛供電弧仿真模擬裝置及方法，可以得到潛供電弧的電壓、電流、運(yùn)動(dòng)特性和燃弧時(shí) 間，及系統(tǒng)出現(xiàn)潛供電弧的電磁暫態(tài)過程。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題采取的技術(shù)方案為提供了一種輸電線路潛供電弧仿真模擬裝置，
采用非線性時(shí)變電阻i 。仿真模擬潛供電弧弧道的燃弧狀況，根據(jù)電弧發(fā)展中的能量守恒獲得 弧道電阻的動(dòng)態(tài)微分方程
1《=Z。(1化)
凡A & v"
其中，^、 fe為時(shí)變系數(shù)，t為電弧電流，/。為電弧長(zhǎng)度，由大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合出弧阻方程 中的時(shí)變系數(shù)-
夂—
其中，/。為電弧電流/。的有效值，當(dāng)/^10 100A時(shí)，a的取值范圍為3000-10000， -的取值 范圍為10-6~10-5， w取0.3-0.9。
將輸電線路潛供電弧在空間上離散為多個(gè)圓柱形電流元組成的電弧鏈，分析潛供電弧在 運(yùn)動(dòng)中受到的電動(dòng)力、風(fēng)載荷和空氣阻力，仿真電弧運(yùn)動(dòng)特性得到不同時(shí)刻的電弧長(zhǎng)度，并 據(jù)此修正弧阻方程中的電弧長(zhǎng)度/。，將所述非線性時(shí)變電阻i 。封裝成電弧模塊與外電路連接， 接入輸電線路的集中參數(shù)或分布參數(shù)等值電路中，利用不同運(yùn)行方式下發(fā)生潛供電弧的仿真 電路，計(jì)算系統(tǒng)的電磁暫態(tài)過程、潛供電弧的電壓、電流和長(zhǎng)度等特性，并確定潛供電弧的 自熄時(shí)間。
其中，所述確定潛供電弧的自熄時(shí)間是在電弧電流過零期間的數(shù)毫秒?yún)^(qū)域內(nèi)，若弧道電 阻及。一直處于上升趨勢(shì)，則潛供電弧自熄，否則，潛供電弧重燃。本發(fā)明還提供了一種使用上述仿真模擬裝置對(duì)輸電線路潛供電弧自熄特性進(jìn)行仿真模擬 的方法，包括以下步驟
(1) 初始化0=0時(shí)潛供電弧的位置和形狀，將潛供電弧離散成多個(gè)圓柱形電流元組成的 電弧鏈，確定電流元的半徑、長(zhǎng)度和數(shù)目；
(2) 遞增時(shí)間步長(zhǎng)A"計(jì)算各電流元在Zr^+Af時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度，得到潛供電弧電流 元的新位置和形狀，獲得電弧長(zhǎng)度/。；
(3) 由如權(quán)利要求1所述的弧道電阻滿足的能量守恒方程，計(jì)算潛供電弧的弧道電阻W。;
(4) 根據(jù)潛供電弧模塊與輸電線路的等值電路連接所形成的仿真電路，求取潛供電弧的 電流/。和電壓"。；
(5) 判斷電弧電流瞬時(shí)值是否處于零休期間，若|/。|9， e為預(yù)設(shè)的小正數(shù)，計(jì)算^V&，；
(6) 若說(shuō)。/&50，令^=0，重復(fù)步驟(2) (5);
(7) 若^及"/&>0，零休時(shí)間遞增，/2=r2+Ah
(8) 判斷 2^z是否成立，若在電弧電流過零區(qū)域fe范圍內(nèi)， 一直滿足^ 。/&>0，表明電弧 自熄，輸出燃弧時(shí)間O，計(jì)算結(jié)束；
(9) 若^<4，跳轉(zhuǎn)到步驟(2)繼續(xù)計(jì)算；
(10) 若|/。|>￡，電弧電流不為零，瑕囀到步驟(2)進(jìn)行下一時(shí)刻的仿真模擬，直至達(dá)到計(jì)算 總時(shí)間G，則潛供電弧在設(shè)定的時(shí)間范圍內(nèi)不能自熄。
其中，所述潛供電弧模塊與輸電線路的等值電路連接的仿真電路，其電源等于發(fā)生潛供 電弧時(shí)的系統(tǒng)等效電源，仿真電路的阻抗包括發(fā)生潛供電弧時(shí)的輸電線路等效阻抗和接入故 障點(diǎn)與地之間的非線性時(shí)變弧道電阻i 。。
由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1) 根據(jù)潛供電弧發(fā)展所滿足的能量守恒提出弧道電阻的動(dòng)態(tài)微分方程，從物理本質(zhì)上 揭示了弧道電阻的時(shí)變和非線性特征，消除了將潛供電弧視為固定電阻給仿真模擬帶來(lái)的方
法誤差；
(2) 利用電弧試驗(yàn)數(shù)據(jù)作插值擬合，對(duì)弧阻方程中的時(shí)變參數(shù)進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，給出了潛 供電流范圍內(nèi)弧阻模型參數(shù)滿足的通用表達(dá)式，減少了試驗(yàn)的工作量和投入；
(3) 基于分段化思想將潛供電弧進(jìn)行空間離散化，將電弧分割成多個(gè)長(zhǎng)度足夠小的圓柱 形電流元組成的電弧鏈，相比于將整個(gè)電弧看作一個(gè)圓柱形導(dǎo)體棒，這種鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的電弧形 狀更接近于實(shí)際的潛供電弧形狀，進(jìn)一步解決了電弧形狀和長(zhǎng)度隨時(shí)間變化的問題，縮小了 仿真模擬裝置與真實(shí)電弧的誤差；
6(4) 大量的電弧試驗(yàn)結(jié)果已表明，風(fēng)是影響潛供電弧自熄的主要因素之一，通過分析風(fēng) 對(duì)電弧運(yùn)動(dòng)的影響，仿真模擬電弧在風(fēng)作用下的運(yùn)動(dòng)特性，使?jié)摴╇娀≡陂_放大氣中的運(yùn)動(dòng) 特性與工程實(shí)際相符，得到準(zhǔn)確的電弧長(zhǎng)度；
(5) 為避免統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)而取得電弧自熄判據(jù)，在能量平衡原理基礎(chǔ)上結(jié)合潛供電流的 過零特征，提出以電流過零期間的弧阻變化率作為判斷電弧是否自熄的依據(jù)，由此獲得的弧 道電阻判據(jù)具有充實(shí)的理論基礎(chǔ)，適用性強(qiáng)；
(6) 潛供電弧仿真模擬裝置被封裝為計(jì)算模塊，呈現(xiàn)為電阻元件，接口友好，可嵌入目前 通用的電磁暫態(tài)類程序，結(jié)合環(huán)境因素的影響，靈活改變系統(tǒng)的運(yùn)行方式，直接得到潛供電 弧自熄時(shí)間，具有較大的優(yōu)越性。


參看以下附圖，在下文的非限制性的示范性實(shí)施例中，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)勢(shì)將是顯 而易見的，附圖是
圖1為本發(fā)明的非線性時(shí)變電阻A與外電路連接的封裝電弧模塊示意圖； 圖2為本發(fā)明的計(jì)算電路結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明的對(duì)輸電線路潛供電弧自熄特性進(jìn)行仿真模擬的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的輸電線路潛供電弧仿真模擬裝置，采用非線性時(shí)變電阻模擬潛供電弧弧道的燃 弧狀況，根據(jù)電弧發(fā)展中的能量平衡獲得弧道電阻的動(dòng)態(tài)微分方程，由大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合 出弧阻方程的時(shí)變系數(shù)?；诜侄位枷?，將輸電線路潛供電弧在空間上離散為多個(gè)圓柱形 電流元組成的電弧鏈，考慮風(fēng)是電弧運(yùn)動(dòng)的主要影響因素之一，分析潛供電弧在運(yùn)動(dòng)中受到 的電動(dòng)力、風(fēng)載荷和空氣阻力，分析電弧在空氣中的運(yùn)動(dòng)特性，以得到不同時(shí)刻的實(shí)時(shí)電弧 長(zhǎng)度修正弧阻方程中的電弧長(zhǎng)度。封裝成時(shí)變電阻元件模塊，與外電路連接計(jì)算潛供電弧特 性，在電弧電流過零期間的數(shù)毫秒?yún)^(qū)域內(nèi)，若弧道電阻一直處于上升趨勢(shì)，潛供電弧自熄， 否則，潛供電弧重燃。
本發(fā)明利用仿真模擬裝置計(jì)算潛供電弧特性所采用的方法為如圖1所示，潛供電弧仿 真模擬裝置被封裝為計(jì)算模塊，呈現(xiàn)為非線性時(shí)變的弧道電阻i 。，其電阻值取決于電弧能量 守恒的動(dòng)態(tài)微分方程
i 。 & & v。其中，&、 fe為時(shí)變系數(shù)，/。為電弧電流，電弧長(zhǎng)度/。由潛供電弧運(yùn)動(dòng)特性決定，其主要受電 弧電流、環(huán)境條件等控制，滿足電弧電流/。與風(fēng)速 的函數(shù)表達(dá)式/a二/(Z'。,vJ，代入弧道
電阻的能量方程，可知&=/&, )，電弧電壓"。=/。*7 。。
潛供電弧計(jì)算模塊被接入輸電線路的集中參數(shù)或分布參數(shù)等值電路，由不同運(yùn)行方式下 發(fā)生潛供電弧的電路方程，計(jì)算系統(tǒng)的電磁暫態(tài)過程、潛供電弧的電壓、電流等特性，確定 潛供電弧自熄時(shí)間。所述潛供電弧的電路方程及計(jì)算方法，參見文獻(xiàn)李光琦編，電力系統(tǒng)
暫態(tài)分析(第三版)，中國(guó)電力出版社，2007年1月中關(guān)于不對(duì)稱故障的分析計(jì)算所提供的電
路方程計(jì)算系統(tǒng)的暫態(tài)過程和電路的電流、電壓等特性的描述。
圖2為計(jì)算輸電線路潛供電弧特性的等效電路示意圖，外電路的等效電源為",，阻抗為 Z，非線性時(shí)變電阻及。表征潛供電弧。對(duì)于實(shí)際輸電線路潛供電弧，電源A和阻抗Z主要取 決于系統(tǒng)運(yùn)行方式、輸送容量、輸電線路長(zhǎng)度和中性點(diǎn)小電抗值等，對(duì)輸電線路潛供電弧進(jìn) 行仿真模擬時(shí)，可由電磁暫態(tài)類計(jì)算程序生成和提供外電路的^和Z。
在輸電線路潛供電弧自熄的模擬試驗(yàn)中，"，取決于系統(tǒng)發(fā)生潛供電弧的恢復(fù)電壓水平， 以特高壓實(shí)際輸電線路的計(jì)算結(jié)果為例，&=20.2kV。阻抗Z與試驗(yàn)需產(chǎn)生的潛供電流大小有 關(guān)，由引線阻抗和電容器、補(bǔ)償電抗器的等效阻抗等組成，忽略引線阻抗時(shí)，在無(wú)補(bǔ)償和補(bǔ) 償情形下，通過配置電容和補(bǔ)償電感可得到不同的潛供電流。電源&為20.2kV時(shí)，下表給出 了不同的潛供電流下阻抗Z對(duì)應(yīng)的電容和電感配置，補(bǔ)償下，電流標(biāo)示為///0 /為潛供電流， /c為電容電流。
不同的潛供電流下阻抗Z對(duì)應(yīng)的電容和電感配置
潛供電流 /A無(wú)補(bǔ)償欠補(bǔ)償過補(bǔ)償20406020/8040/10050/20020/4040/4040/80
電容值&F3.156.319.4612.6115.7731.536.316.3112.61
電感值/L///1.071.070.431.070.80.54
注"/"表示無(wú)電感參數(shù)。
在圖2中，無(wú)補(bǔ)償時(shí)，阻抗Z為電容C，滿足的電路方程為:
8式中，"c為電容電壓。
采用電感補(bǔ)償電容電流時(shí)，阻抗Z為電感丄與電容C并聯(lián)，計(jì)算潛供電弧電壓"。和電流 /。的表達(dá)式為
w。n
式中，"c為電容電壓，/工為電感電流。由此，得到系統(tǒng)發(fā)生潛供電弧的暫態(tài)過程，包括
潛供電流、恢復(fù)電壓和潛供電弧的電流、電壓等特性。
圖3給出了對(duì)潛供電弧自熄特性進(jìn)行計(jì)算的仿真流程。設(shè)置總計(jì)算時(shí)間G=2s，潛供電流 零休區(qū)域^2ms，計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)A^0.01hs，外電路的w,為20.2kV，阻抗Z取值見上表，電 弧間隙長(zhǎng)度取l.Olm，起弧電壓梯度為20kV/m，風(fēng)速vw=2m/s。計(jì)算時(shí)間初始化6=0，電弧 電流零休時(shí)間初始化^=0，電流過零參考值e=10—6。
對(duì)輸電線路潛供電弧自熄進(jìn)行仿真模擬的主要步驟如下-
(1) 初始化A=0時(shí)潛供電弧的位置和形狀，將潛供電弧離散成多個(gè)圓柱形電流元組成的 電弧鏈，確定電流元的半徑、長(zhǎng)度和數(shù)目；
(2) 遞增時(shí)間步長(zhǎng)Af，計(jì)算各電流元在fr^+A^時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度，得到潛供電弧電流 元的新位置和形狀，獲得電弧長(zhǎng)度/。；
(3) 由弧道電阻滿足的能量方程，計(jì)算潛供電弧弧道電阻i 。；
(4) 根據(jù)圖2給出的計(jì)算電路求取潛供電弧的電流z。和電壓w。；
(5) 判斷電弧電流瞬時(shí)值是否處于零休期間，若igse，計(jì)算^ 。/A，；
(6) 若說(shuō)。"G0，令,2=0，重復(fù)(2) (5);
(7) 若di "/^X)，零休時(shí)間遞增，r2=r2+Af;
(8) 判斷r^^是否成立，若在電弧電流過零區(qū)域4范圍內(nèi)， 一直滿足6^。/&>0，表明電弧
自熄，輸出燃弧時(shí)間^，計(jì)算結(jié)束；
(9) 若 4，跳轉(zhuǎn)到(2)繼續(xù)計(jì)算；
(10) 若卩。|>￡，電弧電流不為零，跳轉(zhuǎn)到(2)進(jìn)行下一時(shí)刻的仿真模擬，直至達(dá)到計(jì)算總時(shí) 間G，則電弧在設(shè)定的時(shí)間范圍內(nèi)不能自熄。
采用上述仿真流程對(duì)特高壓潛供電弧模擬試驗(yàn)進(jìn)行仿真模擬，結(jié)果見下表。利用本發(fā)明提供的仿真模擬裝置及方法計(jì)算得到的潛供電弧自熄時(shí)間與實(shí)測(cè)時(shí)間的誤差大部分控制在 10%以內(nèi)(除電流為20/80外)，完全滿足工程計(jì)算的要求。
潛供電弧自熄時(shí)間仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)時(shí)間比較
潛供電流/A實(shí)測(cè)時(shí)間(卯％概率值)/3計(jì)算結(jié)果/s相對(duì)誤差/%
無(wú)200.780.825.13
補(bǔ)401.131.217.08
償601.821.988.79
欠20/800.220.2513.64
補(bǔ)40/1000.680.748.82
償50/2001.251.336.4
過20/400.250.278
補(bǔ)40/400.80.856.25
償40/800.630.676.35
此處已經(jīng)根據(jù)特定的示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)在不 脫離本發(fā)明的范圍下進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶鎿Q或修改將是顯而易見的。示例性的實(shí)施例僅僅是例證性 的，而不是對(duì)本發(fā)明的范圍的限制，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求定義。
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權(quán)利要求
1、一種輸電線路潛供電弧仿真模擬裝置，其特征在于采用非線性時(shí)變電阻Ra仿真模擬潛供電弧弧道的燃弧狀況，根據(jù)電弧發(fā)展中的能量守恒獲得弧道電阻的動(dòng)態(tài)微分方程其中，k1、k2為時(shí)變系數(shù)，ia為電弧電流，la為電弧長(zhǎng)度，由大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合出弧阻方程中的時(shí)變系數(shù)其中，Ia為電弧電流ia的有效值，當(dāng)Ia＝10～100A時(shí)，α的取值范圍為3000～10000，β的取值范圍為10-6～10-5，n取0.3～0.9；將輸電線路潛供電弧在空間上離散為多個(gè)圓柱形電流元組成的電弧鏈，分析潛供電弧在運(yùn)動(dòng)中受到的電動(dòng)力、風(fēng)載荷和空氣阻力，仿真電弧運(yùn)動(dòng)特性得到不同時(shí)刻的電弧長(zhǎng)度，并據(jù)此修正弧阻方程中的電弧長(zhǎng)度la，將所述非線性時(shí)變電阻Ra封裝成電弧模塊與外電路連接，接入輸電線路的集中參數(shù)或分布參數(shù)等值電路中，利用不同運(yùn)行方式下發(fā)生潛供電弧的仿真電路，計(jì)算系統(tǒng)的電磁暫態(tài)過程、潛供電弧的電壓、電流和長(zhǎng)度等特性，并確定潛供電弧的自熄時(shí)間。
2、 如權(quán)利要求l所述的仿真模擬裝置，其特征在于所述確定潛供電弧的自熄時(shí)間是在 電弧電流過零期間的數(shù)毫秒?yún)^(qū)域內(nèi)，若弧道電阻及。一直處于上升趨勢(shì)，則潛供電弧自熄，否 則，潛供電弧重燃。
3、 一種使用如權(quán)利要求l-2所述的仿真模擬裝置對(duì)輸電線路潛供電弧的自熄特性進(jìn)行仿真模擬的方法，包括以下步驟(1) 初始化6=0時(shí)潛供電弧的位置和形狀，將潛供電弧離散成多個(gè)圓柱形電流元組成的電弧鏈，確定電流元的半徑、長(zhǎng)度和數(shù)目；(2) 遞增時(shí)間步長(zhǎng)Af,計(jì)算各電流元在fr^+Af時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度，得到潛供電弧電流 元的新位置和形狀，獲得電弧長(zhǎng)度/。；(3) 由如權(quán)利要求l所述的弧道電阻滿足的能量守恒方程，計(jì)算潛供電弧的弧道電阻i 。;(4) 根據(jù)潛供電弧模塊與輸電線路的等值電路連接所形成的仿真電路，求取潛供電弧的 電流/。和電壓w。；(5) 判斷電弧電流瞬時(shí)值是否處于零休期間，若|/。|》，e為預(yù)設(shè)的小正數(shù)，計(jì)算^V&,;(6) 若c/iU/G0，令^=0，重復(fù)步驟(2) (5);(7) 若c/i 。/cftX)，零休時(shí)間遞增，6=^2+Af;(8) 判斷^^z是否成立，若在電弧電流過零區(qū)域4范圍內(nèi)， 一直滿足^ 。/&>0,表明電弧 自熄，輸出燃弧時(shí)間^計(jì)算結(jié)束；(9) 若^<4，跳轉(zhuǎn)到步驟(2)繼續(xù)計(jì)算；(10) 若|/。|>&電弧電流不為零，跳轉(zhuǎn)到步驟(2)進(jìn)行下一時(shí)刻的仿真模擬，直至達(dá)到計(jì)算 總時(shí)間&則潛供電弧在設(shè)定的時(shí)間范圍內(nèi)不能自熄。
4、如權(quán)利要求1-3所述的輸電線路潛供電弧仿真模擬裝置及方法，所述潛供電弧模塊與 輸電線路的等值電路連接的仿真電路，其電源等于發(fā)生潛供電弧時(shí)的系統(tǒng)等效電源，仿真電 路的阻抗包括發(fā)生潛供電弧時(shí)的輸電線路等效阻抗和接入故障點(diǎn)與地之間的非線性時(shí)變弧道 電阻及。。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種輸電線路潛供電弧仿真模擬裝置及方法，采用非線性時(shí)變電阻模擬弧道的燃弧狀況，弧道電阻滿足根據(jù)電弧能量守恒建立的動(dòng)態(tài)方程，通過分析電弧運(yùn)動(dòng)中受到的電動(dòng)力、風(fēng)載荷和空氣阻力，由電弧的運(yùn)動(dòng)特性得到潛供電弧實(shí)時(shí)長(zhǎng)度用于修正弧阻方程中的電弧長(zhǎng)度，結(jié)合潛供電流特性，在電弧電流過零區(qū)域，利用弧道電阻的變化率判斷電弧能否自熄。應(yīng)用數(shù)學(xué)方法求解弧阻的非線性微分方程，與外電路連接計(jì)算系統(tǒng)發(fā)生潛供電弧的電磁暫態(tài)過程，由電弧電流零休期間的弧道電阻判據(jù)得到潛供電弧自熄時(shí)間。
文檔編號(hào)G01R31/08GK101509950SQ200910080019
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2009年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月17日
發(fā)明者李志兵, 陳維江, 顏湘蓮 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院