[發明專利]一種不對稱短路電流直流分量衰減時間常數獲取方法

有效

• 申請號: 201710248859.8
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN107121604B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 曹煒;周明;陳春陽;侯亞文
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/02
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

本發明涉及一種不對稱短路電流直流分量衰減時間常數獲取方法，包括以下步驟：1)根據電力系統發生不對稱短路故障的類型，構建與之對應的由1序網、2序網和0序網構成的120復合序網；2)根據120復合序網的連接關系，計算短路電流中直流分量衰減的時間常數。與現有技術相比，本發明具有建模簡單、計算精度高、適用性廣等優點。

技術領域

本發明涉及電力系統領域，尤其是涉及一種不對稱短路電流直流分量衰減時間常數獲取方法。

背景技術

隨著電力系統的發展和人們對節能降耗的追求，我國電力系統不斷向更高電壓等級和更大規模發展。為降低損耗，各主要一次元件如發電機、變壓器、輸電線的電抗電阻比越來越大，導致系統短路電流中的直流分量衰減越來越慢，為限制短路電流使用的串聯電抗和高阻抗變壓器更加劇這個問題。但對短路電流直流分量衰減的計算長期以來一直缺乏工程上簡單實用的方法和工具，無論短路電流計算的國際標準還是國家標準，對直流分量計算的陳述都過于簡單并且是針對對稱短路情況，一般推薦固定經驗時間常數來考慮直流分量的衰減，推薦的數值是否能反映系統的實際情況難以確定，因此無論在電氣系統設計時進行電氣設備(特別是斷路器)選擇和校驗，還是在電力系統運行時進行斷路器開斷能力、關合能力的例行校核，都存在一定的盲目性。統計數據表明，電力系統不對稱短路故障在各種短路故障中比例最高，電力系統不對稱短路情況下的直流分量衰減時間常數計算顯得極其重要。然而，電力系統不對稱短路時短路電流直流分量的實用計算在各種標準以及各種文獻中都沒有提及。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種建模簡單、計算精度高、適用性廣的不對稱短路電流直流分量衰減時間常數獲取方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種不對稱短路電流直流分量衰減時間常數獲取方法，包括以下步驟：

1)根據電力系統發生不對稱短路故障的類型，構建與之對應的由1序網、2序網和0序網構成的120復合序網；

2)根據120復合序網的連接關系，計算短路電流中直流分量衰減的時間常數。

所述的不對稱短路故障的類型包括單相接地故障、兩相短路故障和兩相短路接地故障。

當不對稱短路故障為單相接地故障時，1序網、2序網和0序網依次串聯形成120復合序網。

當不對稱短路故障為單相接地故障時，故障相短路電流直流分量及其1序、2序、0序分量都以相同時間常數衰減，的計算式為：

其中，X_1Σ、X_2Σ、X_0Σ分別為1序網、2序網和0序網的等值電抗，R_1Σ、R_2Σ、R_0Σ為1序網、2序網和0序網的等值電阻，ω為角頻率。

當不對稱短路故障為兩相短路故障時，1序網和2序網相互反向串聯形成120復合序網。

當不對稱短路故障為兩相短路故障時，短路電流直流分量及其1序、2序分量均以時間常數衰減，的計算式為：

其中，X_1Σ、X_2Σ分別為1序網和2序網的等值電抗，R_1Σ、R_2Σ為1序網和2序網的等值電阻，ω為角頻率。

當不對稱短路故障為兩相短路接地故障時，1序網和2序網相互并聯后與0序網反向串聯形成120復合序網。

當不對稱短路故障為兩相短路接地故障時，故障點的入地電流以衰減，故障點兩故障相電流之差以衰減。

所述的的計算式為：