[發明專利]一種110kV全電纜出線變電站接地短路故障入地電流分流方法

有效

• 申請號: 202110012517.2
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112684273B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 湯超;時勇;潘利國;劉慶;袁廣林;周莉
• 申請（專利權）人: 國核電力規劃設計研究院重慶有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/52;G01R31/58;G06F30/367;G06F113/04
• 代理公司: 重慶樂泰知識產權代理事務所(普通合伙) 50221
• 代理人: 付金星

本發明公開了一種110kV全電纜出線變電站接地短路故障入地電流分流方法，本發明分流系數表征了接地網或架空地線對故障電流的分流能力，可以用于分析短路電流的分布情況，模擬計算可以用于分析變電站內發生短路故障時的地線分流系數，應用該方法分析影響地線分流系數的主要因素和影響規律，當變電站接地電阻較大或出線數量較少時，地線分流系數較大，110kV全電纜出線的變電站發生接地短路時，電纜接地的金屬外皮能夠分流，確定其分流原理、模型及分流系數的取值范圍，對于城市變電站接地網設計將大有幫助，可以在保證安全的情況下，降低接地短路時入地電流的計算值，從而提高變電站接地網接地電阻的允許值，減少降阻措施及費用。

技術領域

本發明涉及電路技術領域，具體為一種110kV全電纜出線變電站接地短路故障入地電流分流方法。

背景技術

對于出線設置避雷線的110kV架空輸電線路，變電站內外發生接地短路時，避雷線具有分流作用，導致入地電流變小，分流系數的模型、計算公式和經驗取值在電氣一次設計手冊及相應的標準規范中均有描述；而對于全電纜出線的變電站，電纜屏蔽層也進行了接地，其具不具有分流效果，如果能分流，分流系數如何取值成了困擾設計人員的一大難題，在城市110kV變電站的接地網設計中，由于進出線均為電纜，在不考慮電纜金屬外皮分流作用時，接地短路時入地電流較大，導致接地網的接地電阻允許值較小，但城市變電站占地面積小，接地網范圍小，因此接地電阻大，要達到規范要求的允許值，只能采用較多離子接地極、接地模塊、接地深井等，不僅投入資金巨大，很多時候降阻也不太理想。

發明內容

本發明的目的在于提供一種110kV全電纜出線變電站接地短路故障入地電流分流方法，模擬計算可以用于分析變電站內發生短路故障時的地線分流系數，應用該方法分析了影響地線分流系數的主要因素和影響規律，當變電站接地電阻較大或出線數量較少時，地線分流系數較大，通過降低接地短路時入地電流的計算值，從而提高變電站接地網接地電阻的允許值，減少降阻措施及費用。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種110kV全電纜出線變電站接地短路故障入地電流分流方法，操作步驟如下：

S1:根據系統各個元件的電氣模型及其之間的連接關系，求取各元件的阻抗矩陣，利用回路電流法，列寫各個回路基于相分量的電流方程，根據已形成電壓向量和阻抗矩陣，反解得到各個回路上的電流，得到分流系數；

S2:根據分流系數建立各元件基于相分量的阻抗矩陣，電源、線路的建模較為簡單；而變壓器的建模相對復雜，且不存在阻抗模型，建立基于相分量的變壓器導納矩陣；

S3:在此S的基礎上考慮變壓器外部的連接關系，建立基于相分量的變壓器矩陣，再考慮各元件的組合關系，即可建立整個系統的阻抗矩陣在變電站短路電流分布測量；

S4:建立變電站電纜出線故障仿真模型，根據變電站電纜出線及配網模型建立變電站電纜出線故障仿真模型，變電站電纜出線故障仿真模型包括變壓器，在變壓器的出線側連接有三條出線線路，每條出線線路中均包含電纜線路和架空線路，電纜線路一端與變壓器相連，另一端與架空線路一端相連，架空線路的另一端懸空，在每條出線線路中均設置有仿真線路故障；

S5:通過測量獲得了地線分流系數，測量出短路故障中短路電流，地線分流系數，對變電站內單相短路接地故障下的分流系數的主要影響因素及其影響規律進行了仿真分析，在分析過，通過可調配分流裝置對線路進行改造。

作為本發明進一步的方案：所述S4中，出線線路采用三芯結構，電纜線路的金屬屏蔽層雙端直接接地的方式，并且架空線路的末端懸空。

作為本發明進一步的方案：所述S4中，所述線路故障包括電纜主絕緣故障、電纜線路與架空線路連接處金屬性接地故障和架空線路金屬性接地故障。