專(zhuān)利名稱(chēng)：用于確定電氣開(kāi)關(guān)裝置的開(kāi)關(guān)時(shí)刻的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于確定帶有斷路器間隙的電氣開(kāi)關(guān)裝置的開(kāi)關(guān)時(shí)刻的方法，所述 斷路器間隙布置在施加以驅(qū)動(dòng)電壓的第一線(xiàn)路部分和在開(kāi)關(guān)裝置關(guān)斷過(guò)程后形成諧振電 路的第二線(xiàn)路部分之間。
背景技術(shù)：
此類(lèi)方法例如從DE 102005005228A1中已知。所述文獻(xiàn)中公開(kāi)了用于確定具有 氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備的形式的電氣開(kāi)關(guān)裝置的開(kāi)關(guān)時(shí)刻的方法，所述電氣開(kāi)關(guān)裝置可將第 一線(xiàn)路部分與發(fā)電機(jī)連接或分開(kāi)，所述發(fā)電機(jī)為使用具有架空線(xiàn)形式的第二線(xiàn)路部分為 所述第一線(xiàn)路部分施加以驅(qū)動(dòng)電壓。在電氣開(kāi)關(guān)裝置斷開(kāi)并且將帶有發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電壓 的第一線(xiàn)路部分分離之后，這樣的架空線(xiàn)以已知方式形成諧振電路，其中所述架空線(xiàn)以 已知方式具有容性阻抗和感性阻抗，并且可通過(guò)作為可變電感的扼流線(xiàn)圈補(bǔ)償。在第一 線(xiàn)路部分與驅(qū)動(dòng)電壓接通時(shí)形成瞬態(tài)過(guò)壓，該瞬態(tài)過(guò)壓可導(dǎo)致電弧或另外的干擾。為了 降低該瞬態(tài)過(guò)壓，因此DE 102005005228A1公開(kāi)了一種方法，使用所述瞬態(tài)過(guò)壓可確定 用于接通電氣開(kāi)關(guān)裝置的開(kāi)關(guān)時(shí)刻，其中通過(guò)數(shù)學(xué)方法確定開(kāi)關(guān)時(shí)刻，該開(kāi)關(guān)時(shí)刻通過(guò) 以不同標(biāo)準(zhǔn)的加權(quán)選擇為盡可能接近驅(qū)動(dòng)電壓過(guò)零和在架空線(xiàn)的諧振電路中建立的振蕩 電壓的過(guò)零。在DE 102005005228A1中公開(kāi)的用于確定電壓的時(shí)間歷程的方法在此基于 該文獻(xiàn)中描述的Prony方法。前述類(lèi)型的另外的已知方法基于所謂的模式識(shí)別，其中電氣開(kāi)關(guān)裝置的開(kāi)關(guān)時(shí) 刻可由建立在斷路器間隙上的電壓的包絡(luò)的過(guò)零確定。在DE 102005005228A1中描述的方法是昂貴的，因?yàn)槠渲斜仨氁韵嗷リP(guān)系考慮 驅(qū)動(dòng)電壓和作為結(jié)果的電壓的多個(gè)相繼的過(guò)零并且使用不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加權(quán)。模式識(shí)別 的另外的方法不總是導(dǎo)致希望的結(jié)果，因?yàn)榻⒃跀嗦菲鏖g隙上的電壓的包絡(luò)具有取決 于架空線(xiàn)的補(bǔ)償度并且因此取決于諧振電路的諧振頻率的頻率，使得可能在確定的時(shí)間 窗內(nèi)包絡(luò)的這種過(guò)零在補(bǔ)償度改變時(shí)不位于時(shí)間窗內(nèi)，并且因此不可確定盡可能好的開(kāi) 關(guān)時(shí)刻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，構(gòu)造本文開(kāi)始部分提到類(lèi)型的方法，利用該方法 可以確定電氣開(kāi)關(guān)裝置的盡可能好的開(kāi)關(guān)時(shí)刻，以便最小化瞬態(tài)過(guò)壓。根據(jù)本發(fā)明，該技術(shù)問(wèn)題在一種本文開(kāi)始部分提到類(lèi)型的方法中通過(guò)如下方式 解決 -在采樣時(shí)間段期間確定建立在斷路器間隙上的電壓的時(shí)間歷程，-從該時(shí)間歷程中確定諧振電路的諧振頻率，并且從中又確定時(shí)間窗，-并且，通過(guò)關(guān)斷過(guò)程后限定的時(shí)間段后根據(jù)該時(shí)間歷程計(jì)算的未來(lái)歷程的對(duì)應(yīng) 于諧振頻率的包絡(luò)的過(guò)零確定，來(lái)在該時(shí)間窗內(nèi)斷定開(kāi)關(guān)時(shí)刻。
根據(jù)本發(fā)明的方法在此具有如下優(yōu)點(diǎn)所確定的時(shí)間窗通過(guò)由架空線(xiàn)以其容性 線(xiàn)路阻抗以及補(bǔ)償扼流線(xiàn)圈所形成的諧振電路的諧振頻率取決于補(bǔ)償度來(lái)確定，使得保 證在該時(shí)間窗內(nèi)含有建立在斷路器間隙上的電壓的時(shí)間歷程的包絡(luò)的過(guò)零，并且因此可 在時(shí)間窗內(nèi)確定最優(yōu)的開(kāi)關(guān)時(shí)刻，并且可以在盡可能小的瞬態(tài)過(guò)壓下將開(kāi)關(guān)裝置和第一 線(xiàn)路部分接通到第二線(xiàn)路部分上。關(guān)斷過(guò)程后限定的時(shí)間段在此通過(guò)開(kāi)關(guān)時(shí)刻的一般 要求確定，例如在高壓輸電線(xiàn)中所述時(shí)間段可為300ms，在該時(shí)間段后例如在短的中斷 時(shí)，開(kāi)關(guān)裝置應(yīng)盡可能早地再次接通。在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)構(gòu)造中，所述任務(wù)通過(guò)如下方式解決-在采樣時(shí)間段期間確定建立在斷路器間隙上的電壓的時(shí)間歷程，-從所確定的時(shí)間歷程中確定斷路器間隙上的電壓的未來(lái)時(shí)間歷程和諧振電路的 諧振頻率，并且又從中確定時(shí)間窗，-并且，通過(guò)關(guān)斷過(guò)程后限定的時(shí)間段后斷路器間隙上的電壓的以驅(qū)動(dòng)電壓和 諧 振電路電壓為標(biāo)準(zhǔn)加權(quán)的過(guò)零確定，來(lái)在所確定的時(shí)間窗內(nèi)斷定開(kāi)關(guān)時(shí)刻。斷路器間隙上的電壓的以驅(qū)動(dòng)電壓和諧振電路電壓為標(biāo)準(zhǔn)加權(quán)的過(guò)零之一，在 此如在DE 102005005228A1中所述進(jìn)行，該文獻(xiàn)在此通過(guò)引用作為本公開(kāi)的部分。在根 據(jù)本發(fā)明的方法中，在所確定的斷路器間隙上的電壓過(guò)零時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓和諧振電路電壓的 相互相關(guān)地待設(shè)置的歷程時(shí)刻的數(shù)量以及驅(qū)動(dòng)電壓和諧振電路電壓的相互權(quán)重在此以有 利的方式限制在通過(guò)時(shí)間窗確定的時(shí)間段上，使得所花費(fèi)的成本明顯降低，因?yàn)樗_定 的時(shí)間窗通過(guò)由架空線(xiàn)以其容性線(xiàn)路阻抗以及補(bǔ)償扼流線(xiàn)圈所形成的諧振電路的諧振頻 率取決于補(bǔ)償度來(lái)確定，使得保證在此時(shí)間窗內(nèi)可以確定最優(yōu)的開(kāi)關(guān)時(shí)刻，并且以可在 盡可能小的瞬態(tài)過(guò)壓下將開(kāi)關(guān)裝置和第一線(xiàn)路部分接通到第二線(xiàn)路部分上。關(guān)斷過(guò)程后 限定的時(shí)間段在此通過(guò)開(kāi)關(guān)時(shí)刻的一般要求確定，例如在高壓輸電線(xiàn)中所述時(shí)間窗可為 300ms,在此時(shí)間段后例如在短的中斷時(shí)，開(kāi)關(guān)裝置應(yīng)再次接通。


在下文中根據(jù)圖并且通過(guò)實(shí)施例參考附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明，各圖為圖1示出了輸電網(wǎng)絡(luò)的示意性結(jié)構(gòu)，圖2示出了作為結(jié)果的電壓的歷程，和圖3示出了不同的電壓的歷程。
具體實(shí)施例方式圖1示出了輸電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的線(xiàn)路部分的原理結(jié)構(gòu)。電氣開(kāi)關(guān)具有斷路器間隙1，所 述斷路器間隙1例如由兩個(gè)相互相對(duì)可運(yùn)動(dòng)的接觸元件形成。第一線(xiàn)路部分2和第二線(xiàn) 路部分3可通過(guò)所述斷路器間隙1相互接通或相互分離。第一線(xiàn)路部分2具有提供驅(qū)動(dòng) 電壓的發(fā)電機(jī)4，所述驅(qū)動(dòng)電壓例如是多相交流系統(tǒng)的50Hz的交流電壓。第二線(xiàn)路部分 3具有架空線(xiàn)5，所述架空線(xiàn)在其第一端通過(guò)第一扼流線(xiàn)圈6可與地電勢(shì)7連接，并且在 其第二端通過(guò)第二扼流線(xiàn)圈8可與地電勢(shì)7連接。此外，也可另外地建議將另外的扼流 線(xiàn)圈9與第二扼流線(xiàn)圈8連接。通過(guò)不同的開(kāi)關(guān)裝置10，扼流線(xiàn)圈6、8、9在不同的變 體中可與地電勢(shì)連接。由此實(shí)現(xiàn)，取決于負(fù)載情況將架空線(xiàn)5以不同的程度補(bǔ)償，使得架空線(xiàn)的容性阻抗XC可通過(guò)扼流線(xiàn)圈的感性阻抗XL過(guò)補(bǔ)償或欠補(bǔ)償。通過(guò)架空線(xiàn)的容 性阻抗XC與所有扼流線(xiàn)圈的感性阻抗XL可確定補(bǔ)償度K。為了調(diào)節(jié)補(bǔ)償度K，扼流線(xiàn) 圈6、8、9可相互不同地連接。但也可以是，扼流線(xiàn)圈具有可調(diào)節(jié)的感性阻抗XL。為 此，例如可使用可調(diào)鐵心線(xiàn)圈。在第二線(xiàn)路部分3內(nèi)在斷路器間隙1斷開(kāi)后通過(guò)地電勢(shì)7可形成諧振電路。為 了在第二線(xiàn)路部分3內(nèi)形成諧振電路，必須通過(guò)開(kāi)關(guān)裝置10對(duì)地電勢(shì)7形成相應(yīng)的電流 路徑。通過(guò)感性阻抗和容性阻抗形成了諧振電路，并且在所述諧振電路中可以流過(guò)由振 蕩電壓驅(qū)動(dòng)的諧振電流。圖2示例性地示出了在通過(guò)扼流線(xiàn)圈6、8、9得到的一定的補(bǔ)償度時(shí)形成在斷路 器間隙1上的作為結(jié)果的電壓歷程。電壓歷程具有多個(gè)電壓過(guò)零，并且具有拍的形式， 所述拍基本上通過(guò)架空線(xiàn)的補(bǔ)償度并且因此通過(guò)架空線(xiàn)的諧振電路的諧振頻率確定。在t =0時(shí)刻開(kāi)關(guān)裝置1斷開(kāi)過(guò)程后，現(xiàn)在在可大于、小于或等于對(duì)應(yīng)于諧振頻率的時(shí)間的采 樣時(shí)段tl期間對(duì)建立的電壓信號(hào)進(jìn)行采樣并且由此確定虛線(xiàn)圖示的包絡(luò)，并且以此確定 諧振電路的諧振頻率和架空線(xiàn)的補(bǔ)償度，以便由此又確定時(shí)間窗At，在所述時(shí)間窗At 內(nèi)必然存在電壓信號(hào)的包絡(luò)的過(guò)零，因?yàn)樗鰰r(shí)間窗At的寬度至少等于電壓信號(hào)的包絡(luò) 的歷程的半周期。在開(kāi)關(guān)裝置1的斷開(kāi)過(guò)程后，根據(jù)輸電網(wǎng)絡(luò)的要求在作為盡可能早的 接通時(shí)刻的確定的時(shí)間段t2后允許開(kāi)關(guān)裝置1的再次接通，其中，從時(shí)刻β起，窗寬度 At的時(shí)間范圍可用于開(kāi)關(guān)裝置1的接通，在該時(shí)間范圍At內(nèi)存在電壓信號(hào)的包絡(luò)的至 少一個(gè)過(guò)零，在該時(shí)刻能夠?qū)崿F(xiàn)在盡可能小的瞬態(tài)過(guò)壓下的開(kāi)關(guān)裝置的接通。圖3示出了確定開(kāi)關(guān)裝置1的最優(yōu)開(kāi)關(guān)時(shí)刻的另外的可能性。在此，Al示出了 圖1的 發(fā)電機(jī)4的驅(qū)動(dòng)電壓的時(shí)間歷程，Bl示出了圖1的第二線(xiàn)路部分3的架空線(xiàn)5的 作為結(jié)果的振蕩電壓的時(shí)間歷程，并且Cl示出了斷路器單元1上的作為結(jié)果的電壓，該 電壓Cl是驅(qū)動(dòng)電壓Al和振蕩電壓Bl之間的差。作為結(jié)果的電壓Cl的過(guò)零是可能的開(kāi) 關(guān)時(shí)刻，其中用于接通開(kāi)關(guān)裝置的最優(yōu)時(shí)刻也可通過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓Al的歷程和振蕩電壓B 1 的歷程得到，如在DE 102005005228A1中描述，所述文獻(xiàn)在此作為本公開(kāi)的部分。在該 實(shí)施例中，在此在開(kāi)關(guān)裝置斷開(kāi)后的時(shí)間段tl期間確定電壓歷程，并且從中如已參考圖 2所述根據(jù)諧振電路的諧振頻率以及因此的架空線(xiàn)的補(bǔ)償度，來(lái)確定時(shí)間窗，使得在通過(guò) 輸電網(wǎng)絡(luò)的要求確定的盡可能早的時(shí)間段t2后，由諧振電路的諧振頻率給出的時(shí)間窗At 可用于開(kāi)關(guān)時(shí)刻，在該時(shí)間窗At內(nèi)將作為結(jié)果的電壓Cl在時(shí)刻Tl或T2的過(guò)零通過(guò)以 驅(qū)動(dòng)電壓Al的歷程和振蕩電壓Bl的歷程根據(jù)DE 102005005228A1中所述的數(shù)學(xué)方法的 加權(quán)確定為可能的開(kāi)關(guān)時(shí)刻。為此，僅須在時(shí)間窗At考慮并且相互關(guān)聯(lián)電壓歷程Al、 Bl 禾口 Cl。
權(quán)利要求
1.一種用于確定電氣開(kāi)關(guān)裝置的開(kāi)關(guān)時(shí)刻的方法，所述電氣開(kāi)關(guān)裝置帶有布置在施 加以驅(qū)動(dòng)電壓(4)的第一線(xiàn)路部分(2)和在開(kāi)關(guān)裝置關(guān)斷過(guò)程后形成諧振電路的第二線(xiàn)路 部分(3)之間的斷路器間隙(1)，其特征在于-在采樣時(shí)間段(tl)期間確定建立在所述斷路器間隙(1)上的電壓的時(shí)間歷程，-從該時(shí)間歷程中確定所述諧振電路的諧振頻率，并且從中又確定時(shí)間窗(At)，_并且，通過(guò)關(guān)斷過(guò)程后限定的時(shí)間段(t2)后根據(jù)時(shí)間歷程計(jì)算的未來(lái)歷程的對(duì)應(yīng)于 諧振頻率的包絡(luò)的過(guò)零確定，來(lái)在該時(shí)間窗(Δ0內(nèi)斷定開(kāi)關(guān)時(shí)刻。
2.一種用于確定電氣開(kāi)關(guān)裝置的開(kāi)關(guān)時(shí)刻的方法，所述電氣開(kāi)關(guān)裝置帶有布置在施 加以驅(qū)動(dòng)電壓(4)的第一線(xiàn)路部分(2)和在開(kāi)關(guān)裝置關(guān)斷過(guò)程后形成諧振電路的第二線(xiàn)路 部分(3)之間的斷路器間隙(1)，其特征在于-在采樣時(shí)間段(tl)期間確定建立在所述斷路器間隙(1)上的電壓的時(shí)間歷程，-從所確定的時(shí)間歷程中確定該斷路器間隙上的電壓的未來(lái)時(shí)間歷程和所述諧振電路 的諧振頻率，并且又從中確定時(shí)間窗(At)，_并且，通過(guò)關(guān)斷過(guò)程后限定的時(shí)間段(t2)后該斷路器間隙上的電壓的以驅(qū)動(dòng)電壓和 諧振電路電壓為標(biāo)準(zhǔn)加權(quán)的過(guò)零確定，來(lái)在所確定的時(shí)間窗(Δ0內(nèi)斷定開(kāi)關(guān)時(shí)刻。
全文摘要
為設(shè)計(jì)確定電氣開(kāi)關(guān)裝置的開(kāi)關(guān)時(shí)刻的方法，所述電氣開(kāi)關(guān)裝置帶有布置在施加以驅(qū)動(dòng)電壓(4)的第一線(xiàn)路部分(2)和在開(kāi)關(guān)裝置關(guān)斷過(guò)程后形成諧振電路的第二線(xiàn)路部分(3)之間的斷路器間隙(1)，使用該方法可確定電氣開(kāi)關(guān)裝置的盡可能好的開(kāi)關(guān)時(shí)刻以最小化瞬態(tài)過(guò)壓，建議在采樣時(shí)間段(t1)期間確定建立在斷路器間隙(1)上的電壓的時(shí)間歷程，從該時(shí)間歷程中確定諧振電路的諧振頻率，并且從中又確定時(shí)間窗(Δt)，并且通過(guò)關(guān)斷過(guò)程后限定的時(shí)間段(t2)后根據(jù)時(shí)間歷程計(jì)算的未來(lái)歷程的對(duì)應(yīng)于諧振頻率的包絡(luò)的過(guò)零確定來(lái)在該時(shí)間窗(Δt)內(nèi)斷定開(kāi)關(guān)時(shí)刻；或者，在采樣時(shí)間段(t1)期間確定建立在斷路器間隙(1)上的電壓的時(shí)間歷程，從所確定的時(shí)間歷程中確定斷路器間隙上的電壓的未來(lái)時(shí)間歷程和諧振電路的諧振頻率，并且又從中確定時(shí)間窗(Δt)，并且通過(guò)關(guān)斷過(guò)程后限定的時(shí)間段(t2)后斷路器間隙上的電壓的以驅(qū)動(dòng)電壓和諧振電路電壓為標(biāo)準(zhǔn)加權(quán)的過(guò)零確定，來(lái)在所確定的時(shí)間窗(Δt)內(nèi)斷定開(kāi)關(guān)時(shí)刻。
文檔編號(hào)H01H9/56GK102027557SQ200980117488
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日
發(fā)明者克里斯琴·沃爾納, 漢斯-喬格·里克特 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司