地线-Y完整回路中的回 路电流，匕和I \分别表示故障点右侧每档距内架空地线-X和架空地线-Y完整回路中的 回路电流；Rfa表示发生单相接地短路时，故障相的弧光电阻；R〇表示发生单相接地短路时， 故障点的接地电阻；为了更加方便分析，我们将相线的结构做出一些调整，假设在每级档距 的位置上，相线的结构是通过一个电阻r 1或y接地（此电阻的实际值是无穷大）。每档上 相线的电阻ZijPZ1；仍然以每档的电流距离和单位长度的阻抗值的乘积。图3中未提及的 参数意义与图2中参数对应一致。
[0048] 以故障杆塔为分界点，其左侧共有m段档距，其右侧共有n段档距；同时，故障杆塔 的相邻的两档距分别是左右两侧编号为1的档距，档距级数向两侧依次递增。根据基尔霍 夫电压定律，对左侧的1到n级网孔列写电压回路方程。
[0049] 左侧故障点处的方程（此时的档距编号为1):
[0050] 故障相线方程：
[0051] I^l) XZVPxA(l)+Iy1(l) XZ1fflJyA(i)+I1bs(l)XZVppab(1)+I1c s(1) XZVppac(1) +
[0052] 1\3(1) XZ1p(l)-I1As(2) Xr^D+I^XR,^ 0
[0053] 两条架空地线方程分别如下式：
【主权项】
1. 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，其特征在于：将 故障后的输电系统分为了左右两个独立的网络，分别进行基于相分量模型的方程列写，形 成相应的矩阵，进一步对矩阵优化，计算出典型输电系统单相接地短路电流后，得到架空地 线和相线沿线上短路电流的详细分布情况。
2. -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，适用于单端或者 双端电源的双架空地线的输电系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤： (1) 确定输电系统中发生单相接地短路故障的杆塔的塔号； (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； (3) 分别确定左右两个网络的网孔级数分别为m级和n级； (4) 分别对左右两个网络的网孔进行编号； (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，在左右两侧的所有网孔列写电压回路方程； (6) 分别对左右两侧的网孔方程矩阵化，并分别在左右两个网络中进行迭代； (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级网孔即离发生单相接 地短路的杆塔最近的左右两侧的网孔电流和单相接地短路电流的关系式； (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； (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。
3. 根据权利要求2所述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，其特征在于： 在步骤（2)中，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。
4. 根据权利要求2或3所述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，其特征在于： 在步骤（3)中，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。
5. 根据权利要求2或4所述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，其特征在于： 在步骤（4)中，所述的具体编号规则为：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。
6. 根据权利要求2或5所述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，其特征为： 在步骤（5)中，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。
7. 根据权利要求2或6所述的要求所述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，其特征为： 在步骤(6)中，所述的对矩阵化的网孔电压方程的迭代具体方法为：对左侧的网络，分 别从网孔编号为1到n进行一次迭代，进一步从网孔编号为n到1进行第二次迭代；对右侧 的网络，分别从网孔编号为1到m进行一次迭代，进一步从网孔编号为m到1进行第二次迭 代，迭代的最终目的是让各级档距上的短路电流和左右两侧网络的1号网孔具有相应的推 导关系； 其中，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，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，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侧网络电源向故障点方向，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，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。
8. 根据权利要求2或7所述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，其特征为： 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。
9. 根据权利要求2或8所述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，其特征为： 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。
【专利摘要】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，通过对相分量模型的改进，将故障后的输电系统分为了左右两个独立的网络，分别进行基于相分量模型的方程列写，形成相应的矩阵，进一步对矩阵优化，能够准确计算出典型输电系统单相接地短路后，架空地线和相线沿线上短路电流的详细分布情况。本申请适用于单端电源的输电系统和双端电源的输电系统两种不同情形；也包括输电系统中有两条架空地线同时运行的方式；还包括两条架空地线是否分段绝缘和是否逐塔接地的复杂运行方式；更包括通过新算法计算出的架空地线上短路电流的分布规律。本申请技术成熟、可靠性高。
【IPC分类】G06F17-11, G06Q50-06
【公开号】CN104809096
【申请号】CN201510247575
【发明人】齐郑, 饶志
【申请人】华北电力大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年5月15日