一种基于相分量模型的输电系统单相接地短路电流分布计算方法_2

文档序号:8487761阅读:来源:国知局
1号网孔 电流的关系式。
[0025] 在步骤(7)中,所述的确定故障杆塔处,左右两侧的网孔的电流边界条件,具体方 法为:根据基尔霍夫电流定律,找到短路点左方网络和右方网络的第1网孔的回路电流满 足的关系式。
[0026] 在步骤(9)中,所述的对所得到的短路电流进行绘图,具体方法为:将从输电线路 始端到输电线路末端的两条架空地线上所有的单相接地短路电流的值绘图,得出在接近发 生单相接地故障杆塔处和远离故障杆塔处的短路电流的分布情形。
[0027] 本申请的有益效果如下:
[0028] 1、输电系统发生单相接地短路故障时,对输电系统分成左右两侧独立的网络,构 造网孔方程,并将得到的矩阵分别进行迭代,得到清晰的电气量间的关系。
[0029] 2、对输电系统发生单相接地短路故障时,输电线路上的短路电流,架空地线上的 短路电流进行分析和研宄。
[0030] 3、可靠性高,适用于110~500kV双侧电源或单侧电源的双架空地线的复杂输电 系统,其中的架空地线包括光纤复合架空地线和普通的架空地线。
【附图说明】
[0031] 图1为本发明基于相分量模型的输电系统单相接地短路电流分布计算方法的流 程不意图;
[0032] 图2输电线路运行示意图;
[0033] 图3发生单相接地短路时双架空地线输电系统的等效电路图。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合说明书附图,通过具体实施例对本申请的技术方案作进一步详细说明。
[0035] 如附图1所示为本发明公开的基于相分量模型的输电系统单相接地短路电流分 布计算方法的流程示意图,所述电系统单相接地短路电流分布计算方法包括以下步骤:
[0036] (1)确定输电系统中发生单相接地短路故障的杆塔的塔号;
[0037] (2)以发生单相接地短路故障的杆塔为界,将整个架空输电网络分为左右两侧网 络;所述的左右两侧的网络具体是指,左侧网络:从发生接地短路故障的杆塔到输电线路 首端的所有杆塔和杆塔之间的相线、架空地线形成的所有网孔;右侧网络:从发生接地短 路故障的杆塔到输电线路末端的所有杆塔和杆塔之间的相线、架空地线形成的所有网孔。
[0038] (3)分别确定左右两个网络的网孔级数分别为n级和m级;左侧网络中所有的网 孔共有n级,右侧网络中所有的网孔共有m级;这些网孔的级数是由发生单相接地短路故障 的杆塔和整个输电系统的杆塔级数共同确定的,当故障发生后,m和n的值就相应的确定, 其中m+n的值等于整个输电系统的杆塔级数。
[0039] (4)分别对左右两个网络的网孔进行编号;具体编号规则为:从发生单相接地短 路的杆塔到输电线路的首端方向,左侧所有网孔依次编号为1到n ;从发生单相接地短路的 杆塔到输电线路的末端方向,右侧所有网孔依次编号为1到m ;
[0040] (5)根据基尔霍夫电压定律,对左右两侧的所有网孔列写电压回路方程;所述的 网孔包括相线和架空地线各自形成的所有网孔,所述的左右两侧所列写的电压回路方程, 每条架空地线的每级网孔中,感应电压包括该档距内发生单相接地的故障相线电流的对其 的感应电压和另一条架空地线对其的感应电压,所述的左右两侧的电压回路方程中包含该 网孔上的电流和与其相邻的网孔上的电流,所述的电压回路方程能够表示出所述的网孔上 电流的关系式。
[0041] (6)分别对左右两侧的网孔方程矩阵化,并进行迭代;所述的左侧网络中的迭代 方法是指先从左侧网络电源向故障点方向,对网孔编号为1到n进行一次迭代,得到前后两 级网孔电流的关系式,再从故障点向左侧网络电源方向,对网孔编号为n到1进行第二次迭 代,得到前后两级网孔电流的关系式,联立所述的两个关系式表达出左侧网络中任意的网 孔电流和左侧网络的1号网孔电流的关系式;;所述的右侧网络中的迭代方法是指先从右 侦刚络电源向故障点方向,对网孔编号为1到m进行一次迭代,得到前后两级网孔电流的关 系式,再从故障点向右侧网络电源方向,对网孔编号为m到1进行第二次迭代,得到前后两 级网孔电流的关系式,联立所述的两个关系式表达出右侧网络中任意的网孔电流和右侧网 络的1号网孔电流的关系式。
[0042] (7)确定故障杆塔处,左右两侧的网孔的电流边界条件,所述的左右两侧的网孔电 流边界条件是指根据基尔霍夫定律,得到的步骤(6)中的左右两侧第1级网孔电流和单相 接地短路电流的关系式;
[0043] (8)联合迭代后的所有网孔方程和电流边界条件进行方程的求解,解出相线和每 条架空地线的各档距上的短路电流;
[0044] (9)对所得到的短路电流进行绘图,得到的电流的分布规律和特点,所述的对所 得到的短路电流进行绘图,具体方法为:将从输电线路始端到输电线路末端的两条架空地 线上所有的单相接地短路电流的值绘图,得出在接近发生单相接地故障杆塔处和远离故障 杆塔处的短路电流的分布情形,所述的短路电流绘图将在下文结合附图3进行说明。
[0045] 下面进一步通过说明书附图2显示的输电线路示意图作为实施例对本发明的技 术方案做进一步的详细说明。
[0046] 架空输电系统运行模型如图2所示,图中架空地线-X和架空地-Y构成架空双地 线系统,参数意义如下:Z x(n)表示第n档距内架空地-X的自阻抗,Zy(n)表示第n档距内架 空地-Y的自阻抗;Zm_xpi (n)表示第n档距内输电导线第i相对架空地-X的互阻抗,Zm_ypi (n) 表示第n档距内输电导线第i相对架空地-Y的互阻抗(其中的i表示A、B和C相);Zm_xy(n) 表示第n档距内架空地-X和架空地-Y之间的互阻抗;Rx (n)和Ry (n)分别表示第n档距 内模拟架空地-X和架空地-Y分段绝缘运行的电阻,该电阻闭合则为无分段绝缘运行,该电 阻断开则为分段绝缘运行,这种设置能够有效地表现出架空地在水平方向上的电气连接状 况;K x(n)和Ky(n)分别表示第n档距内模拟架空地-X和架空地-Y在杆塔处是否接地运行 的电阻,该电阻闭合则在该级塔处接地运行,该电阻断开则在该级塔处非接地运行,这种设 置能够有效地表现出架空地在垂直方向上的电气连接状况;R g表示每级杆塔处的等效杆塔 接地电阻。
[0047] 附图3表示发生单相接地短路时,双架空地线输电系统的等效电路图。值得注意 的是,为了区别故障点左右两侧的网络,在各变量的左上角进行了标识,1表示故障点左方 网络,r表示故障点右方网络。对图2中的网孔进行了重新编号,从故障点到线路首端依次 为左侧的1到m级,从故障点到线路末端依次为右侧的1到n级;其中E^E^EjPE^Ebm, E?分别是线路路两侧系统三相等值电源。I、、匕和I ^分别为发生接地短路时,输电线路 首端到短路点的电流,II,rBm和I乙分别为发生接地短路时,输电线路末端到短路点的电 流;2 1"1__表示故障点左侧每档距内相线A和地线X间的互感抗,Z表示故障点右侧每 档距内相线A和地线X间的互感抗;冗^^^表示故障点左侧每档距内相线A和地线Y间的互 感抗,示故障点右侧每档距内相线A和地线Y间的互感抗;Z 表示故障点左侧每 档距内地线X和地线Y间的互感抗,表示故障点右侧每档距内地线X和地线Y间的互 感抗;I1,I \分别表示故障点左侧每档距内架空地线-X和架空
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