[发明专利]一种基于选相控制的发电机“失零”故障电流开断装置和方法

权利要求书

1.一种基于选相控制的发电机“失零”故障电流开断方法，其特征在于，包括以下过程，

当发电机发生短路故障时，对故障相的电压和电流进行连续快速采样，得到多个电流和电压数据；

利用预设算法对得到的电流和电压数据进行分析计算，识别故障类型；

当发电机发生三相非对称短路故障时，通过预设算法结合测得的电压与电流数据，预测出最佳开断点t_optimal；

根据最佳开断点t_optimal控制发电机断路器进行开断；

所述最佳开断点时电流变化率为零；所述最佳开断点时电流幅值的绝对值小于故障电流峰值的一半；所述最佳开断点时间距离故障出现时刻最短；

当发电机发生三相非对称短路故障时，短路电流表达式为：

其中，P和U分别是发电机的额定有功功率和额定电压；X″_d为次瞬态电抗；X'_d为瞬态电抗；X_d为同步电抗；T″_d为次瞬态时间常数；T′_d为瞬态时间常数；T_a为电枢时间常数。

2.根据权利要求1所述的一种基于选相控制的发电机“失零”故障电流开断方法，其特征在于，依据公式t_signal-open＝t_optimal-(t_wait+t_open+t_commutation)计算发送分闸信号的时间；依据公式t_signal-close＝t_optimal-t_commutation计算发送换流支路合闸信号的时间；

其中t_wait是分闸信号传输到发电机断路器操作机构所需的时间，t_open是发电机断路器操作机构拉开触头到足够开距所需时间，t_commutation是从换流支路导通到完成换流，流经断路器电流过零所需时间。

3.根据权利要求1所述的一种基于选相控制的发电机“失零”故障电流开断方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

当故障发生时，主回路传感器(106)持续检测故障电流大小和电压大小，对故障相的电压和电流进行连续快速采样，得到多个电流和电压数据；

利用预设算法对得到的电流和电压数据进行分析计算，识别故障类型；

当发电机发生三相非对称短路故障时，通过预设算法式结合测得的电压与电流数据，预测出最佳开断点t_optimal；

在t_signal-open时刻向真空开关(101)发送分闸信号，使真空开关(101)开始分闸，真空开关(101)的触头分离产生电弧；

在t_signal-close，向快速合闸开关(103)发送合闸信号，快速合闸开关(103)导通，电流转移到换流支路，断路器的真空开关(101)电弧熄灭；换流回路两端电压不断上升，达到避雷器(102)的动作电压，避雷器(102)由高阻抗状态转换为低阻抗状态，吸能支路导通；

系统电流转移到吸能支路，系统中残余能量由吸能支路的避雷器(102)进行吸收。