[發(fā)明專利]一種短路電流計(jì)算方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710001418.8
• 申請(qǐng)日: 2017-01-03
• 公開（公告）號(hào): CN106786540A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳志力;李紅軍;金強(qiáng);史梓男;林飛;趙鋒;王利利;全少理;馬唯婧;貢曉旭;楊露露
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;北京博超時(shí)代軟件有限公司;國(guó)網(wǎng)河南省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00;G06F17/50
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 徐寧,孫楠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種短路電流計(jì)算方法及系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種在電氣行業(yè)領(lǐng)域使用的基于節(jié)點(diǎn)法的短路電流計(jì)算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)實(shí)用計(jì)算法短路電流的計(jì)算過程如下：1)計(jì)算各個(gè)設(shè)備的阻抗標(biāo)幺值；一般情況正序阻抗和負(fù)序阻抗通過固定公式計(jì)算獲得，但是對(duì)線路和電纜來(lái)說，根據(jù)實(shí)際的環(huán)境條件，才能判斷出零序阻抗；2)設(shè)計(jì)人員繪制正序網(wǎng)絡(luò)圖、負(fù)序網(wǎng)絡(luò)圖、零序網(wǎng)絡(luò)圖，確定各個(gè)電壓設(shè)備的阻抗標(biāo)幺值；3)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖變換，通過各個(gè)雙繞組、三繞組、自耦、非自耦變壓器的接線形式，以及系統(tǒng)電源、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中連接的情況；4)手動(dòng)計(jì)算最為復(fù)雜的星角變換的過程，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜時(shí)，針對(duì)不同位置短路，相同設(shè)備與其他設(shè)備的連接關(guān)系可能會(huì)發(fā)生變化，需要分別進(jìn)行不同類型的星角變換：(1)對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)圖的連接情況進(jìn)行判斷，決定采用哪種類型的變換方式；(2)進(jìn)行一次網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)后，跟其他部分進(jìn)行連接，再次進(jìn)行判斷，再一次進(jìn)行化簡(jiǎn)；(3)最終化簡(jiǎn)到短路位置處各個(gè)電源支路并聯(lián)的電路，計(jì)算出總阻抗值，再計(jì)算總電流；5)每個(gè)短路點(diǎn)位置，需要計(jì)算不同短路時(shí)間短路電流有效值；6)對(duì)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)進(jìn)行反饋電流的計(jì)算；水輪汽輪發(fā)電機(jī)利用運(yùn)行曲線圖，手動(dòng)線性插值計(jì)算該電源支路的電流。

上述計(jì)算方法是無(wú)法計(jì)算各電源支路的電流和變壓器中性點(diǎn)接地的入地電流，最終獲取的結(jié)果，需要不同短路位置、不同短路時(shí)間的三相、單相、兩相、兩相對(duì)地的短路電流有效值，生成幾十頁(yè)的計(jì)算書。整個(gè)計(jì)算過程復(fù)雜，容易出錯(cuò)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種短路電流計(jì)算方法及系統(tǒng)，其能夠快速、準(zhǔn)確地生成計(jì)算結(jié)果表及計(jì)算書。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種短路電流計(jì)算方法，其特征在于，它包括以下步驟：根據(jù)預(yù)先設(shè)置的電壓系統(tǒng)模型圖，計(jì)算各電壓設(shè)備的阻抗標(biāo)幺值，并生成正序網(wǎng)絡(luò)圖、負(fù)序網(wǎng)絡(luò)圖和零序網(wǎng)絡(luò)圖；根據(jù)正序網(wǎng)絡(luò)圖、負(fù)序網(wǎng)絡(luò)圖和零序網(wǎng)絡(luò)圖的連接關(guān)系，將每個(gè)短路點(diǎn)位置處對(duì)應(yīng)的電源網(wǎng)絡(luò)圖化簡(jiǎn)為各電源支路并聯(lián)的等效電路；其中，每個(gè)短路點(diǎn)位置根據(jù)預(yù)先設(shè)置的電壓系統(tǒng)模型圖確定；根據(jù)短路點(diǎn)的各電源支路并聯(lián)的等效電路，計(jì)算該短路點(diǎn)的各電源支路的電流，再疊加計(jì)算得到該短路點(diǎn)的短路電流有效值；根據(jù)各個(gè)短路點(diǎn)的短路電流有效值和預(yù)設(shè)的標(biāo)幺值、電流以及非周期分量的計(jì)算公式，得到?jīng)_擊電流、全電流和非周期分量的結(jié)果，最后生成計(jì)算書及計(jì)算結(jié)果表。

優(yōu)選地，所述電壓系統(tǒng)模型圖根據(jù)已有電壓系統(tǒng)中電壓設(shè)備之間的連接關(guān)系建立。

優(yōu)選地，所述計(jì)算各電壓設(shè)備的阻抗標(biāo)幺值，并生成正序網(wǎng)絡(luò)圖、負(fù)序網(wǎng)絡(luò)圖、零序網(wǎng)絡(luò)圖的具體步驟如下：根據(jù)預(yù)設(shè)的電抗標(biāo)幺值和有名值變換公式，得到各電壓設(shè)備的阻抗標(biāo)幺值；根據(jù)預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)變換方法，將電壓系統(tǒng)模型圖轉(zhuǎn)換成正序網(wǎng)絡(luò)圖、負(fù)序網(wǎng)絡(luò)圖、零序網(wǎng)絡(luò)圖。

優(yōu)選地，如果短路點(diǎn)位置處有零序電流經(jīng)過，則產(chǎn)生零序網(wǎng)絡(luò)圖。

優(yōu)選地，所述每個(gè)短路點(diǎn)位置處對(duì)應(yīng)的復(fù)雜電源網(wǎng)絡(luò)圖化簡(jiǎn)為各電源支路并聯(lián)的等效電路的具體步驟如下：選取一個(gè)零序網(wǎng)絡(luò)圖中的短路點(diǎn)，提取該短路點(diǎn)的正序網(wǎng)絡(luò)圖、負(fù)序網(wǎng)絡(luò)圖和零序網(wǎng)絡(luò)圖的連接關(guān)系；利用導(dǎo)納矩陣的方法進(jìn)行星角變換，得到化簡(jiǎn)后的各電源支路；若該零序網(wǎng)絡(luò)圖中每個(gè)短路點(diǎn)對(duì)應(yīng)的復(fù)雜電源網(wǎng)絡(luò)圖都化簡(jiǎn)完成，則將相同短路點(diǎn)的電源支路進(jìn)行并聯(lián)，得到該短路點(diǎn)的各電源支路并聯(lián)的等效電路。

優(yōu)選地，所述短路點(diǎn)的短路電流有效值I″_d為：

I″_d＝I″_d1+I″_d2+…+I″_dn，

式中，I″_dn為第n個(gè)電源支路的電流。

優(yōu)選地，所述短路點(diǎn)的短路電流有效值I″_d的計(jì)算方法如下：根據(jù)各電源支路電流分布系數(shù)法的規(guī)則，以及不對(duì)稱短路類型的比例系數(shù)m⁽ⁿ⁾和附加電抗得到正序網(wǎng)絡(luò)圖中各電源支路的電流分布系數(shù)c₁，c₂,…,c_n；

式中，x_1∑表示正序網(wǎng)的總阻合電抗；x₁，x₂,……,x_(n-1)表示各等效有限容量電源到短路點(diǎn)的電抗；x_n表示無(wú)限大容量電源到短路點(diǎn)的電抗；根據(jù)各電源支路的電流分布系數(shù)，得到各電源支路的轉(zhuǎn)移電抗根據(jù)各電源支路的轉(zhuǎn)移電抗，得到各電源支路到短路點(diǎn)的計(jì)算電抗