有效
用于接触电阻式大型发电机GCB断路器的保护方法及装置
黄献生、曾学文、白志敏、杨四永、杨雯静、张奇亮、周凯、赵江涛、杨武子悦、师培锦、陈华、李大伟、吴阳韬
华能澜沧江水电股份有限公司
黄
黄献生 专利 18
华能龙开口水电有限公司发电变电配电电学电路保护
曾
曾学文 专利 30
华能龙开口水电有限公司物理仪器测量与测试水利工程
白
白志敏 专利 19
华能龙开口水电有限公司物理仪器指定意外报警器测量与测试
杨
杨四永 专利 35
华能龙开口水电有限公司测量与测试物理仪器电学
杨
杨雯静 专利 24
华能龙开口水电有限公司水利基础疏浚水利工程电学
张
张奇亮 专利 10
华能龙开口水电有限公司电学发电变电配电电路保护部件
周
周凯 专利 7
华能龙开口水电有限公司电路保护部件物理仪器电阻测量装置
赵
赵江涛 专利 16
华能龙开口水电有限公司测量与测试物理仪器取样制备
杨
杨武子悦 专利 17
华能龙开口水电有限公司水利工程水利基础疏浚坝堰建造
师
师培锦 专利 18
华能龙开口水电有限公司物理仪器紧固连接件活塞杆
陈
陈华 专利 25
华能龙开口水电有限公司测量与测试物理仪器测量或测试
李
李大伟 专利 9
华能龙开口水电有限公司电学物理仪器发电变电配电
吴
吴阳韬 专利 11
华能龙开口水电有限公司电学电通信技术发电变电配电
摘要
本发明公开了用于接触电阻式大型发电机GCB断路器的保护方法及装置,涉及设备保护技术领域,该方法包括,获取大型发电机GCB断路器的监测数据;根据GCB和刀闸的材质和质量,确定GCB和刀闸的综合比热容;基于综合比热容,计算在最大负荷电流作用下GCB温度对应的GCB温升率告警阈值和/或GCB温升率跳闸阈值;根据SF气体状态参数方程,确定SF气体压力对应的SF最大压力告警阈值和/或SF最大压力跳闸阈值;对监测数据进行数据分析,并基于告警阈值和/或跳闸阈值确定监测数据满足的条件类型;基于满足的条件类型,确定执行的告警保护操作和/或跳闸保护操作。由此,本发明在GCB断路器运行异常时,及时执行告警或者跳闸操作,从而实现了对GCB断路器的监测和保护。
1.一种用于接触电阻式大型发电机GCB断路器的保护方法,其特征在于,所述方法包括:获取大型发电机GCB断路器的监测数据,其中,所述监测数据包括SF 6 气体压力和GCB温度;根据GCB和刀闸的材质和质量,确定所述GCB和刀闸的综合比热容;基于所述综合比热容,计算在最大负荷电流作用下所述GCB温度对应的GCB温升率告警阈值和/或GCB温升率跳闸阈值;根据SF 6 气体状态参数方程,确定所述SF 6 气体压力对应的SF 6 最大压力告警阈值和/或SF 6 最大压力跳闸阈值;对所述监测数据进行数据分析,并基于告警阈值和/或跳闸阈值确定所述监测数据满足的条件类型;基于所述满足的条件类型,确定执行的告警保护操作和/或跳闸保护操作;其中,所述根据GCB和刀闸的材质和质量,确定所述GCB和刀闸的综合比热容,包括:根据GCB和刀闸的材质和质量,通过第一公式确定所述GCB和刀闸的综合比热容,其中,所述第一公式为:C=λ 1 C 1 +λ 2 C 2 +λ 3 C 3 +λ 4 C 4 +...+λ n C n其中,C i 为第i种金属的比热容,λ i 为第i种金属的质量占比;其中,所述基于所述综合比热容,计算在最大负荷电流作用下所述GCB温度对应的GCB温升率告警阈值和/或GCB温升率跳闸阈值,包括:基于所述综合比热容,在最大负荷电流作用下通过第二公式确定所述GCB温度对应的GCB温升率告警阈值和/或GCB温升率跳闸阈值,其中,所述第二公式为:Δ Tset =I 2 R set /mC其中,I为最大负荷电流,R set 为接触电阻,m为GCB和刀闸的总质量,C为GCB和刀闸的综合比热容;其中,所述SF 6 气体状态参数方程,包括:P=[0.58×10 -3 ρT(1+B(ρ)-ρA(ρ)]×9.8×10 -3其中,A(ρ)=0.764×10 -3 (1-0.727×10 -3 ρ),B(ρ)= 2.51×10 -3 ρ(1-0.846×10 -3 ρ),P为SF 6 气体的绝对压力,ρ为SF 6 气体的密度,T为SF 6 气体的热力学温度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述监测数据还包括接触电阻、电流、刀闸温度、SF 6 气体温度。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述对所述监测数据进行数据分析,并基于告警阈值和/或跳闸阈值确定所述监测数据满足的条件类型,包括:基于所述GCB温度确定GCB温升率;基于所述SF 6 气体温度和SF 6 气体压力分别确定SF 6 气体温升率和SF 6 气体压力变化率;基于告警阈值,确定所述监测数据满足的告警条件类型;基于跳闸阈值,确定所述监测数据满足的跳闸条件类型。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于告警阈值,确定所述监测数据满足的告警条件类型,包括:若接触电阻监测值大于或等于接触电阻告警阈值且接触电阻历史监测值大于或等于接触电阻告警阈值,并持续第一时间,则确定所述监测数据满足第一告警条件类型;若所述SF 6 气体温升率大于或等于SF 6 气体温升率告警阈值且SF 6 气体压力变化率大于或等于压力变化率告警阈值且所述SF 6 气体压力大于或等于所述SF 6 最大压力告警阈值,并持续第二时间,则确定所述监测数据满足第二告警条件类型;若GCB温度大于或等于GCB温度告警阈值或刀闸温度大于或等于刀闸温度告警阈值且所述GCB温升率大于或等于所述GCB温升率告警阈值,并持续第三时间,则确定所述监测数据满足第三告警条件类型;若接触电阻监测值大于或等于接触电阻告警阈值且接触电阻历史监测值大于或等于接触电阻告警阈值,并持续第四时间,且所述SF 6 气体温升率大于或等于SF 6 气体温升率告警阈值且SF 6 气体压力变化率大于或等于压力变化率告警阈值且所述SF 6 气体压力大于或等于所述SF 6 最大压力告警阈值,并持续第五时间,且所述GCB温度大于或等于GCB温度告警阈值或刀闸温度大于或等于刀闸温度告警阈值且所述GCB温升率大于或等于所述GCB温升率告警阈值,并持续第六时间,则确定所述监测数据满足第四告警条件类型。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于跳闸阈值,确定所述监测数据满足的跳闸条件类型,包括:若接触电阻监测值大于或等于接触电阻跳闸阈值且接触电阻历史监测值大于或等于接触电阻跳闸阈值,并持续第七时间,则确定所述监测数据满足第一跳闸条件类型;若所述SF 6 气体温升率大于或等于SF 6 气体温升率跳闸阈值且所述SF 6 气体压力变化率大于或等于压力变化率跳闸阈值且所述SF 6 气体压力大于或等于所述SF 6 最大压力跳闸阈值,并持续第八时间,则确定所述监测数据满足第二跳闸条件类型;若所述GCB温度大于或等于GCB温度跳闸阈值或刀闸温度大于或等于刀闸温度跳闸阈值且所述GCB温升率大于或等于GCB温升率跳闸阈值,并持续第九时间,则确定所述监测数据满足第三跳闸条件类型;若接触电阻监测值大于或等于接触电阻跳闸阈值且接触电阻历史监测值大于或等于接触电阻跳闸阈值,并持续第十时间,且所述SF 6 气体温升率大于或等于SF 6 气体温升率跳闸阈值且所述SF 6 气体压力变化率大于或等于压力变化率跳闸阈值且所述SF 6 气体压力大于或等于所述SF 6 最大压力跳闸阈值,并持续第十一时间,且所述GCB温度大于或等于GCB温度跳闸阈值或刀闸温度大于或等于刀闸温度跳闸阈值且所述GCB温升率大于或等于所述GCB温升率跳闸阈值,并持续第十二时间,则确定所述监测数据满足第四跳闸条件类型。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述告警保护操作包括第一告警保护操作和第二告警保护操作,所述跳闸保护操作包括第一跳闸保护操作和第二跳闸保护操作;所述基于所述满足的条件类型,确定执行所述GCB断路器的告警保护操作和/或跳闸保护操作,包括:若满足的条件类型为第一告警条件类型或第二告警条件类型或第三告警条件类型,确定执行所述GCB断路器的第一告警保护操作;若满足的条件类型为第四告警条件类型,确定执行所述GCB断路器的第一跳闸保护操作;若满足的条件类型为第一跳闸条件类型或第二跳闸条件类型或第三跳闸条件类型,确定执行所述GCB断路器的第二告警保护操作;若满足的条件类型为第四跳闸条件类型,确定执行所述GCB断路器的第二跳闸保护操作。
7.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:实时监测所述GCB的发热量与散热量,若所述发热量与散热量处于动平衡状态且电流满足补偿条件时,确定所述接触电阻的补偿值;基于所述补偿值对监测到的接触电阻进行补偿,并将补偿后的接触电阻确定监测到的接触电阻。
8.一种用于接触电阻式大型发电机GCB断路器的保护装置,其特征在于,所述装置包括:获取模块,用于获取大型发电机GCB断路器的监测数据,其中,所述监测数据包括SF 6 气体压力和GCB温度;第一确定模块,用于根据GCB和刀闸的材质和质量,确定所述GCB和刀闸的综合比热容;计算模块,用于基于所述综合比热容,计算在最大负荷电流作用下所述GCB温度对应的GCB温升率告警阈值和/或GCB温升率跳闸阈值;第二确定模块,用于根据SF 6 气体状态参数方程,确定所述SF 6 气体压力对应的SF 6 最大压力告警阈值和/或SF 6 最大压力跳闸阈值;第三确定模块,用于对所述监测数据进行数据分析,并基于所述告警阈值和/或跳闸阈值确定所述监测数据满足的条件类型;执行模块,用于基于所述满足的条件类型,确定执行的告警保护操作和/或跳闸保护操作;其中,所述第一确定模块,具体用于:根据GCB和刀闸的材质和质量,通过第一公式确定所述GCB和刀闸的综合比热容,其中,所述第一公式为:C=λ 1 C 1 +λ 2 C 2 +λ 3 C 3 +λ 4 C 4 +...+λ n C n其中,C i 为第i种金属的比热容,λ i 为第i种金属的质量占比;其中,所述计算模块,具体用于:基于所述综合比热容,在最大负荷电流作用下通过第二公式确定所述GCB温度对应的GCB温升率告警阈值和/或GCB温升率跳闸阈值,其中,所述第二公式为:Δ Tset =I 2 R set /mC其中,I为最大负荷电流,R set 为接触电阻,m为GCB和刀闸的总质量,C为GCB和刀闸的综合比热容;其中,所述SF 6 气体状态参数方程,包括:P=[0.58×10 -3 ρT(1+B(ρ)-ρA(ρ)]×9.8×10 -3其中,A(ρ)=0.764×10 -3 (1-0.727×10 -3 ρ),B(ρ)= 2.51×10 -3 ρ(1-0.846×10 -3 ρ),P为SF 6 气体的绝对压力,ρ为SF 6 气体的密度,T为SF 6 气体的热力学温度。
9.一种电子设备,包括:至少一个处理器;以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行权利要求 1-7中任一项所述的方法。
10.一种计算机存储介质,其中,所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令;所述计算机可执行指令被处理器执行后,能够实现如权利要求1-7中任一所述的方法。



