基于MATLAB的故障选相及故障电流可控开断研究

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1、西华大学硕士学位论文摘要断路器在同步开断多相故障时，若能准确判别故障类型和故障相别，然后对故障相采用同步开断技术，以控制触头分离时刻，使得电弧电流以最佳燃弧时间经过零点，可以有效减少燃弧时间和电弧电流，从而提高断路器的开断容量和减少触头磨损。断路器在同步开断多相故障时，由于三相系统间相互耦合，当断路器首开相分断之后，剩余故障相的电流零点会发生转移，从而会对同步开断故障电流的控制策略产生影响，进而不同故障类型应采用不同的故障电流同步开断控制策略。快速、准确识别系统故障类型和故障相是同步开断多相故障电流的关键问题之一。为了保证同步开断过程中故障相快速可靠识

2、别，本论文采用相关分析理论，结合故障电流序分量分解方法，获得故障序分量的相位关系，根据相位关系确定故障类型和故障相别，从而实现故障选相。确定故障类型和故障相别之后，对高压断路器中开断相采用自适应检测算法实现故障电流可控开断。可控开断主要目的是快速提取故障电流参数，准确预测开断过程中电弧熄灭时的故障电流过零点，从而确定断路器触头最佳分离时刻。本论文设计的断路器可控开断方案在处理故障时采取不同的控制流程以避免延长故障清除时间等情况。方案中提出的自适应检测算法有效地判断检测出故障电流初始相角，实现对故障电流的快速跟踪，从而预测故障电流开断过程中电弧熄灭的电流

3、过零时刻，控制开关触头在最佳燃弧区间分离。为了评估故障初始相角口、直流分量衰减时间常数f、环境白噪声和继电保护响应时间f豫凹对多相故障时的选相算法和故障电流可控开断算法性能影响，在理论分析基础上，采用MATLAB建立多相故障同步开断模型，进行大量仿真实验，并采用电力系统实际故障录波数据进行算法性能验证。仿真结果表明，选相算法能够在故障发生后半个周期内准确识别出特定条件下的故障类型和故障相，故障电流可控开断算法能够在继电保护响应时间内、在较低的采样频率下较好预测可控开断的目标电流零点，预测的过零点最大误差值均在燃弧裕量±lms内，可控开断算法对环境白噪声

4、也具有较好的抗干扰能力，并且能够减少燃弧能量达20％．50％。本论文为断路器同步开断多相故障电流提供了理论依据和实现基础。关键词：高压断路器，故障选相，相关分析，可控开断，故障电流模型，假设检验}LI，‘t÷基于MATLAB的故障选相及故障电流可控开断研究Abstract’Intheprocessofbreakersynchronouslyinterruptionofmulti-phasefault,ifthefaulttypeandfaultphaseCanbeexactlydistinguished，thenthesynchronousshort-

5、circuitinterruptiontechniqueisusedtoelectriccurrentoffaultphaseandshort—circuitinterruptionmomentofcontactterminalofbreakeriscontrolled，theelectriccurrentofelectricarcthroughthezeropointinoptimumcombustiontimeoftheshort-circuitinterruptionprocess．Thiscontrolledfaultinterruptionc

6、anefficientlyreducetheaveragecombustiontimeofelectricarcofcontactterminalandpeakvalueofelectriccurrentSOthatthecapacityofshort-circuitinterruptionofcontactterminalcanbeincreasedandtheabrasionofcontactterminalcanbereduced．Becauseofmutualcouplingofthree—phasesystem，aftertheinterru

7、ptionofthefirstshort-circuitphase，theZerOpointofelectriccurrentofremainderfaultphaseswillshift．Thenthestrategiesofcontrolledfaultinterruptionwillbeinfluencedandchanged．Differentfaulttypescorrespondtodifferentcontrolledfaultinterruptionsoffaultelectriccurrent．Toidentifysystemfaul

8、ttypeandfaultphasequicklyandaccuratelyistheprim