技术摘要：
本发明公开了一种对带合闸电阻的开关设备的容性关合性能进行评价的方法及系统，其中方法包括：对开关设备的考核断口按照标准C2级断路器电容器组电流关合试验进行电流关合试验；计算所述开关设备在一次标准C2级电容器组电流关合试验预击穿过程中的电弧能量与实际运行工  全部
背景技术：
特高压电网功率调整幅度大，交流滤波器组或无功补偿电容器组的容量大、投切 频繁，对开关设备的电气寿命要求高。注：由于交流滤波器主要由电容器构成，后续统一按 电容器组考虑。 在断路器等开关设备研制过程中，容性电流开合能力是影响灭弧室结构和分/合 闸速度的重要因素。开关设备关合电容器组或交流滤波器组时会产生高频涌流，背对背电 容器组关合时尤为严重，因为电容器组间安装位置较近，其间电感很小，已投入的电容器组 会向拟投入电容器组充电，产生幅值和频率都很高的涌流，涌流幅值比正常工作电流大几 倍至几十倍，频率可达几千赫兹，容易造成触头熔焊和烧损、零件损坏及绝缘损伤等。 由于运行工况带来的以上特性，投切滤波器组或电容器组用开关设备的触头必须 具有更高的电气寿命。C2级断路器电容器组电流开合试验的次数难以保证开合电容器组容 性电流的开关设备的频繁开合性能，因此，要以标准C2级试验为基础，对通过标准C2级试验 的开关设备开合容性电流性能进行较为精确的评价，根据运行情况的需要，适当增加试验 考核次数，以验证断路器的容性电流频繁开合性能。 高电压等级断路器合闸操作时会产生过电压，这对电网系统是有害的，在某一时 刻投入合闸电阻将部分电能转化为热能，可以达到削弱电磁振荡、限制过电压的目的。工程 用合闸电阻投入方式主要有图1所示的两种： 合闸电阻方式1：关合时，先合主断口将合闸电阻串入回路，关合涌流很小、频率很 低；后合电阻断口将合闸电阻短接旁路，承受较大涌流、频率很高。开断时，由主断口完成， 电阻断口不参与开断过程。 合闸电阻方式2：关合时，先合电阻断口将合闸电阻串入回路，关合涌流很小、频率 很低；后合主断口将合闸电阻短接旁路，承受较大涌流、频率很高。开断时，由主断口完成， 电阻断口不参与开断过程。 加入合闸电阻后，关合过程中增加了电阻断口的参与，改变了电路结构，现有的C2 级断路器电容器组电流开合试验对带合闸电阻的开关设备进行考核时，未充分考虑合闸电 阻投入对开关设备容性关合能力的影响，试验时考核对象不明确，对开关设备容性关合性 能评价不够精确。 因此，需要一种技术，以实现对带合闸电阻的开关设备的容性关合性能进行评价 的技术。 5 CN 111610438 A 说　明　书 2/10 页
技术实现要素：
本发明技术方案提供一种对带合闸电阻的开关设备的容性关合性能进行评价的 方法及系统，以解决如何对带合闸电阻的开关设备的容性关合性能进行评价的问题。 为了解决上述问题，本发明提供了一种对带合闸电阻的开关设备的容性关合性能 进行评价的方法，所述方法包括： 对开关设备的考核断口按照标准C2级断路器电容器组电流关合试验进行电流关 合试验； 计算所述开关设备在一次标准C2级电容器组电流关合试验预击穿过程中的电弧 能量与实际运行工况中单次关合的平均电弧能量的比值M； 对所述开关设备进行多次标准C2级断路器电容器组电流关合试验，记录所述开关 设备通过电流关合试验的次数为A； 确定所述开关设备在实际运行工况下的可靠开合次数为A＊M次。 优选地，所述开关设备包括： 主断口S1，电阻断口S2，所述主断口S1与所述电阻断口S2为串联关合； 所述考核断口为所述电阻断口S2。 优选地，所述开关设备包括： 主断口S1，电阻断口S2，所述主断口S1与所述电阻断口S2为并联关合； 所述考核断口为所述主断口S1。 优选地，包括： 在标准C2级断路器电容器组电流关合试验中，所述开关设备的所述考核断口为电 压峰值处集中相位关合，所述考核断口的关合涌流值为ICMt，最大预击穿时间为Tmax，每次标 准C2级断路器电容器组电流关合试验预击穿过程中的电弧能量Qs为： α为常数，取1.8，IαCMt为关合涌流的α次方值。 优选地，包括： 所述考核断口关合之前，支路上的电阻、电感、电容串联分压，由于 可简 化为电阻与电容串联分压，电阻上分压为： 其中，ωL为等值电路的感抗；ωC为等值电路的容抗；Um为电源电压峰值；UR电阻 上分压；R为电阻； 所述开关设备在实际运行工况下关合涌流最大值为ICMy，运行时随机相位关合，关 合涌流值1/4周期内与关合相角的关系表示为： ic＝ICMy×sinθ 其中，iC为在电源电压相角为θ时关合的关合涌流； 6 CN 111610438 A 说　明　书 3/10 页 不带合闸电阻时的开关设备最大预击穿时间为Tmax，带合闸电阻时，考虑到电阻分 压的影响，开关设备最大预击穿时间为： 燃弧时间在1/4周期内与关合相角的关系可表示为： 其中ta为在电源电压相角为θ时关合的燃弧时间； 所述开关设备运行中随机相位关合，单次关合的平均电弧能量Qa为： 开关设备在一次标准C2级断路器电容器组电流关合试验预击穿过程中的电弧能 量与实际运行工况中单次关合的平均电弧能量的比值： M＝Qs/Qa。 基于本发明的另一方面，本发明提供一种对带合闸电阻的开关设备的容性关合性 能进行评价的系统，所述系统包括： 执行单元，用于对开关设备的考核断口按照标准C2级断路器电容器组电流关合试 验进行电流关合试验； 计算单元，用于计算所述开关设备在一次标准C2级电容器组电流关合试验预击穿 过程中的电弧能量与实际运行工况中单次关合的平均电弧能量的比值M； 记录单元，用于对所述开关设备进行多次标准C2级断路器电容器组电流关合试 验，记录所述开关设备通过电流关合试验的次数为A； 确定单元，用于确定所述开关设备在实际运行工况下的可靠开合次数为A＊M次。 优选地，所述开关设备包括： 主断口S1，电阻断口S2，所述主断口S1与所述电阻断口S2为串联关合； 所述考核断口为所述电阻断口S2。 优选地，所述开关设备包括： 主断口S1，电阻断口S2，所述主断口S1与所述电阻断口S2为并联关合； 所述考核断口为所述主断口S1。 优选地，用于： 在标准C2级断路器电容器组电流关合试验中，所述开关设备的所述考核断口为电 压峰值处集中相位关合，所述考核断口的关合涌流值为ICMt，最大预击穿时间为Tmax，每次标 准C2级断路器电容器组电流关合试验预击穿过程中的电弧能量Qs为： α为常数，取1.8，IαCMt为关合涌流的α次方值。 7 CN 111610438 A 说　明　书 4/10 页 优选地，用于： 所述考核断口关合之前，支路上的电阻、电感、电容串联分压，由于 可简 化为电阻与电容串联分压，电阻上分压为： 其中，ωL为等值电路的感抗；ωC为等值电路的容抗；Um为电源电压峰值；UR电阻 上分压；R为电阻； 所述开关设备在实际运行工况下关合涌流最大值为ICMy，运行时随机相位关合，关 合涌流值1/4周期内与关合相角的关系可表示为： ic＝ICMy×sinθ； 其中，iC为在电源电压相角为θ时关合的关合涌流； 不带合闸电阻时的开关设备最大预击穿时间为Tmax，带合闸电阻时，考虑到电阻分 压的影响，开关设备最大预击穿时间为： 燃弧时间在1/4周期内与关合相角的关系可表示为： 其中ta为在电源电压相角为θ时关合的燃弧时间； 所述开关设备运行中随机相位关合，单次关合的平均电弧能量Qa为： 开关设备在一次标准C2级断路器电容器组电流关合试验预击穿过程中的电弧能 量与实际运行工况中单次关合的平均电弧能量的比值： M＝Qs/Qa。 本发明技术方案提供一种对带合闸电阻的开关设备的容性关合性能进行评价的 方法及系统，其中方法包括：对开关设备的考核断口按照标准C2级断路器电容器组电流关 合试验进行电流关合试验；计算开关设备在一次标准C2级电容器组电流关合试验预击穿过 程中的电弧能量与实际运行工况中单次关合的平均电弧能量的比值M；对开关设备进行多 次标准C2级断路器电容器组电流关合试验，记录开关设备通过电流关合试验的次数为A；确 定开关设备在实际运行工况下的可靠开合次数为A＊M次。本发明技术方案提供一种带合闸 电阻的开关设备的容性关合性能评价方法，包括提出两种不同合闸电阻方案的试验考核对 象，并从能量等效的角度提出实验室集中相位关合容性电流试验与现场运行随机相位关合 8 CN 111610438 A 说　明　书 5/10 页 容性电流工况的等效计算方法。本发明技术方案解决了现有的C2级断路器电容器组电流开 合试验不能对带合闸电阻的开关设备的容性电流关合性能进行精确评价的问题。 附图说明 通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式： 图1为根据现有实施方式的合闸电阻方案主断口与电阻断口串联示意图； 图2为根据现有实施方式的合闸电阻方案主断口与电阻断口并联示意图； 图3为根据本发明优选实施方式的一种对带合闸电阻的开关设备的容性关合性能 进行评价的方法流程图； 图4为根据本发明优选实施方式的工程中合闸电阻投入方式1的回路示意图； 图5为根据本发明优选实施方式的工程中合闸电阻投入方式2的回路示意图； 图6为根据本发明优选实施方式的断口关合前等值电路图；以及 图7为根据本发明优选实施方式的一种对带合闸电阻的开关设备的容性关合性能 进行评价的系统结构图。