[發明專利]一種交流系統短路電流在線監測方法及監測裝置

在審

• 申請號: 202110609891.0
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113433483A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 盧東斌;柏傳軍;李海英
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: G01R31/52
• 分類號: G01R31/52;G01R19/165
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 謝清萍;劉興

1.一種交流系統短路電流在線監測方法，用于監測電站交流母線處的短路電流，所述方法包括：

檢測所述電站的交流母線相電壓或交流母線線電壓并確定所述交流母線相電壓有效值U_A；

確定所述電站交流母線連接的無功設備的無功功率總和Q_sum；

所述電站正常運行，當所述無功功率總和Q_sum在第一時間周期的變化量超過第一無功功率閾值時，確定所述無功功率總和Q_sum在第一時間周期的變化量dQ₁與所述交流母線相電壓有效值在第一時間周期的變化量dU_A1；或者控制所述電站交流母線連接的無功設備的無功功率在第二時間周期變化，確定所述無功功率總和Q_sum在第二時間周期的變化量dQ₂與交流母線相電壓有效值在第二時間周期的變化量dU_A2；

確定所述電站交流母線處的短路電流Isc；所述短路電流Isc計算公式為：

或

為交流系統等值電路的阻抗角，k為修正系數，其中，k在0.9～1.1之間取值。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述電站包括換流站、變電站、風力電站、光伏電站、儲能電站、水電站、發電廠或核電站的至少一種。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述電站交流母線連接的無功設備包括與交流母線直接連接的無功設備和與交流母線通過變壓器連接的無功設備；所述通過變壓器連接的無功設備的無功功率折算到交流母線側計入到所述無功功率總和內。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述電站交流母線連接的無功設備包括電容器、交流濾波器、低抗、電網換相換流器、電壓源換流器、靜止無功補償裝置、靜止無功發生器、靜止同步補償器、調相機、串補、光伏逆變器、風電變流器、儲能系統、發電機、變壓器的至少一種。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，通過三相電路瞬時無功功率理論確定所述無功設備的無功功率，計算公式為：

式中，u_A、u_B、u_C為三相交流相電壓瞬時值，i_A、i_B、i_C為三相交流相電流瞬時值。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述電容器的無功功率計算公式為：

式中，f為實測頻率，f_N為額定頻率，U_A為實測相電壓有效值，U_AN為額定相電壓，Q_CAPN為額定無功功率；

所述交流濾波器的無功功率計算公式為：

式中，f為實測頻率，f_N為額定頻率，U_A為實測相電壓有效值，U_AN為額定相電壓，Q_ACFN為額定無功功率；

所述低抗的無功功率計算公式為：

式中，f為實測頻率，f_N為額定頻率，U_A為實測相電壓有效值，U_AN為額定相電壓，Q_REACTN為額定無功功率；所述電網換相換流器的無功功率計算公式分為：

對于整流側，

對于逆變側，

式中，α為觸發角，γ為關斷角，μ為換相角，I_d為直流電流實測值，U_di0R為整流側實際空載直流母線電壓，U_di0I為逆變側實際空載直流母線電壓；上述公式中以發出無功功率為正，吸收無功功率為負。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述電站正常運行包括交流母線帶電且所述電站無站外無功功率沖擊引起的交流電壓波動、無交流故障、無設備故障的至少一種。