[发明专利]一种断路器数字仿真装置及方法

说明书

本发明公开一种断路器数字仿真装置及方法，所述装置包括操作模块产生操作分闸信号、操作合闸信号、储能信号、机构故障信号、介质故障信号、打压信号；机构模块根据操作分闸信号、操作合闸信号、储能信号、机构故障信号和触头状态确定机构分操作状态、机构合操作状态和机构故障状态；触头模块根据机构分操作状态和机构合操作状态确定触头状态；介质模块根据介质故障信号和打压信号、机构分操作状态和机构合操作状态确定介质状态；断路器模块根据机构故障状态、触头状态和介质状态确定断路器状态，在仿真培训中能够简易准确、实时描述断路器的工作过程，克服传统仿真结果容易发散，且实时性方面也难以满足要求的问题。

技术领域

本发明涉及电气设备仿真技术领域，特别是涉及一种断路器数字仿真装置及方法。

背景技术

高压断路器是电力系统重要的保护设备，广泛用于110kV及以上电压等级的高压系统中。断路器操作及故障处理是现场运行工作人员必须要掌握的基本技能，模拟断路器的操作过程及模拟典型故障的各种现象，对断路器的分合进行全过程仿真，可以有效提升工作人员的操作技能。

断路器的分合闸过程由操作机构、灭弧室及触头等部分共同完成，当需要进行分合闸操作时，运行人员控制能源释放来驱动操作机构，操作机构控制触头的分合；在分闸的过程中会形成电弧，灭弧室进行灭弧，电弧熄灭，则分闸成功；电弧重燃，则分闸不成功。仿真培训对模型的稳定性、实时性及操作性有较高的要求，对精确度的要求相对较低，只要仿真的现象与实际现象一致即可满足要求。目前断路器仿真模型包括反映断路器操作机构、传动机构、灭弧室的气动及机械特性的动力学模型，反映电弧电磁暂态特性的模型，以上两种仿真模型主要用于对机构特性和电弧特性进行分析、研究及优化设计等方面，具有精度高的优点，但上述仿真模型的实时性和稳定稍差，在仿真培训中一旦进行反复的操作演练，仿真结果容易发散，且实时性方面也难以满足要求。断路器仿真模型还包括仅考虑触头的分/合状态的逻辑模型。后者过于简单，不能反应完整的分合过程及各部分在分合中的作用，达不到培训的要求。

基于上述问题，如何简易准确、实时描述断路器的工作过程成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种断路器数字仿真装置及方法，以实现简易准确、实时描述断路器的工作过程。

为实现上述目的，本发明提供一种断路器数字仿真装置，所述装置包括：操作模块、机构模块、触头模块、介质模块、断路器模块；

所述操作模块，用于产生操作分闸信号、操作合闸信号、储能信号、机构故障信号、介质故障信号、打压信号；

所述机构模块，分别与所述操作模块、所述触头模块相连，用于根据所述操作模块发送的操作分闸信号、操作合闸信号、储能信号、机构故障信号和所述触头模块发送的触头状态确定机构状态；所述机构状态包括机构分操作状态、机构合操作状态和机构故障状态；

所述触头模块，与所述机构模块相连，用于根据所述机构模块发送的机构分操作状态和机构合操作状态确定触头状态；

所述介质模块，分别与所述操作模块、所述机构模块相连，用于根据所述操作模块发送的介质故障信号和打压信号、所述机构模块发送的机构分操作状态和机构合操作状态确定介质状态；

所述断路器模块，分别与所述机构模块、所述触头模块、所述介质模块相连，用于根据所述机构模块发送的机构故障状态、所述触头模块发送的触头状态和所述介质模块发送的介质状态确定断路器状态。

可选的，所述机构模块包括：

故障确定单元，与所述操作模块相连，用于根据所述操作模块发送的机构故障信号确定机构故障状态和储能故障状态；