[發明專利]一種短路電流直流分量百分數的計算方法及系統

有效

• 申請號: 202010939609.0
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112147396B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 李振強;何慧雯;婁穎;范冕;查志鵬;周姣;萬磊;王磊
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: G01R19/10
• 分類號: G01R19/10
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 賈銀秋

本發明公開了一種短路電流直流分量百分數的計算方法及系統，其中方法包括：計算短路電流i的交流分量幅值I_AC；根據故障后短路電流i的波形及所述交流分量幅值I_AC不變的原則，計算短路電流i的交流分量；將短路電流i減去所述交流分量后獲取短路電流i的直流分量；根據所述直流分量確定斷路器觸頭分離的瞬間的直流分量值I_DC；基于所述直流分量值I_DC和所述交流分量幅值I_AC計算短路電流直流分量百分數。

技術領域

本發明涉及輸變電技術領域，更具體地，涉及一種短路電流直流分量百分數的計算方法及系統。

背景技術

與輸電線路的工作電流相比，電網的短路電流很大，當線路或母線發生短路故障時，在短路瞬間，系統中的電感元件磁通不能突變，因此短路電流中就會出現直流分量，直流分量的最大值必然等于短路電流周期分量改變量的絕對值。忽略工作電流，則短路電流i為：

式中，等號右邊第一項是短路電流的周期分量，即短路電流的交流分量，等號右邊第二項就是短路電流的非周期分量，即直流分量。ω為角頻率，是電壓和電流之間的相位差，而ψ則是短路瞬間電壓的初相角。

圖1為短路關合和開斷電流以及直流分量的百分數的確定方法示意圖。

短路電流的直流分量百分數dc％為斷路器觸頭分離的瞬間(開始燃弧)的直流分量I_DC(見圖1所示)與此時短路電流交流分量峰值I_AC的比值，再乘以100。

其中AA′、BB′為電流波的包絡線；BX為正常零線；CC’為任一瞬間電流波零線的偏移；

DD′為由CC′測量的任一瞬間電流交流分量的有效值；I_MC為關合電流；

EE′為觸頭分離的瞬間(開始燃弧)；I_AC為在EE′瞬間電流交流分量的峰值；

為在EE′瞬間電流交流分量的有效值；為直流分量的百分數；

/_DC為在EE′瞬間電流的直流分量；

可見，計算直流分量百分數之前需要得到短路電流的直流分量I_DC和交流分量I_AC的值。交流分量I_AC可通過計算短路電流的穩態值較為容易的獲得，而直流分量I_DC的計算方法有多種，不同的方法計算結果可能有顯著的差異，從而對直流分量百分數造成較大誤差。

現有技術一般采用電磁暫態計算得到短路電流，再對短路電流進行分析處理，得到直流分量衰減曲線。處理的方法可通過擬合短路電流上、下包絡線，求其平均值即為直流分量曲線；或者采用快速傅立葉變換分析短路電流波形得出直流分量的衰減曲線。獲得直流分量衰減曲線后便可求出任意時間的直流分量值I_DC，從而可通過式子求出直流分量的百分數。

該計算方法需要對短路電流及其直流分量進行擬合，或者需進行傅立葉變換提取直流分量，在此過程中擬合公式的選取、波形的傅立葉變換對結果影響較大，可能會導致擬合曲線不準確，從而計算出來的直流分量百分數與實際誤差較大，不利于斷路器開斷短路電流。

因此，需要一種技術，以實現對短路電流直流分量百分數的計算。

發明內容

本發明技術方案提供一種短路電流直流分量百分數的計算及系統，以解決如何對短路電流直流分量百分數進行計算的問題。

為了解決上述問題，本發明提供了一種短路電流直流分量百分數的計算方法，所述方法包括：