本发明涉及电力系统继电保护领域,具体涉及一种经过渡电阻接地故障仿真方法。
背景技术:
1、电力系统输电线路、母线等元件发送接地故障时,故障点与大地之间大部分都存在一定的过渡电阻,过渡电阻的大小会直接影响到故障相电流与电压、零序电流和零序电压的变化,进而影响零序差动、距离保护、分相差动等继电保护动作的可靠性和灵敏性。因此,继电保护装置动模检测中需要仿真模拟电力系统经过渡电阻接地故障对继电保护装置进行实验测试,如何正确的模拟接地故障中过渡电阻的变化特征,关系到继电保护装置动模检测的准确性。现有的经过渡电阻接地故障仿真方法中,过渡电阻的模拟主要有两种方式,一种采用固定阻值的电阻串接在电力系统故障点与接地点之间,通过改变电阻的阻值来模拟经不同大小的过渡电阻接地故障的情况;另外一种是采用渐变的电阻串接在电力系统故障点与接地点之间,故障过程中电阻的阻值可根据需求按照一定的规律缓慢增加或减小。
2、中国专利公开号cn111736091b,公开日2022年11月29日,发明创造的名称为基于rtds平台的非稳定性高阻接地故障仿真电路及其应用方法,该申请方案公开了一种基于rtds平台的非稳定性高阻接地故障仿真电路及其应用方法,其不足之处便是无法模拟一个故障周波内过渡电阻非线性变化特征,继电保护装置动模检测的准确性不高。
技术实现思路
1、本发明解决了继电保护装置动模检测的准确性不高,无法反应过渡电阻在一个周波内的阻值变化特征的问题,提供了一种经过渡电阻接地故障仿真方法。
2、为了达到上述发明目的,本发明采取一下技术方案:
3、一种经过渡电阻接地故障仿真方法,包括以下步骤:
4、s1、获取故障点,设置经过渡电阻接地故障拓扑结构;
5、s2、故障模块设置故障电阻值;
6、s3、获取故障点的三相电压ua,ub和uc,分别对三相电压ua,ub和uc进行锁相环计算;
7、s4、获取故障模块设置的接地故障相别;
8、s5、计算电阻变化曲线第一常数a,计算电阻曲线值;
9、s6、根据控制计算角度threa的大小所在的范围,确定可调电阻rf的阻值。该方法采用了可调电阻作为过渡电阻,能够模拟一个故障周波内过渡电阻非线性变化的特征,并且实现故障电流中三次谐波含量大的特点。
10、作为优选,所述步骤s1中,经过渡电阻接地故障拓扑结构为:电力系统的故障点连接故障模块,故障模块连接可调电阻rf,三者串联连接后接地。故障拓扑结构具备多分多联络的特点,从整体的经济效益角度看,能保持在一个很高的水平,还能够提高设备的安全可靠性和配电网自动化系统,极大地提高了配电网的配变利用率。
11、作为优选,所述步骤s2中进一步表示为:
12、s2.1、故障模块设置故障期间电阻值,设置非故障期间电阻值;
13、s2.2、设置可调电阻rf的最大值rf_max,最小值rf_min;
14、s2.3、设置过渡电阻变化触发角度q。
15、所述步骤s2.1中,故障期间电阻值设置为0-0.01欧姆,非故障期间电阻值设置为100000-1000000欧姆。通常而言,可调电阻rf的最大值rf_max和最小值rf_min可根据实验具体要求设定,适用于不同的实验场景,选取不同的最大值和最小值,过渡电阻变化触发角度q通常也可根据实验具体要求设定,也可以根据配电网的继电保护装置动模检测的工作人员根据多年的工作经验,来确定一个经验值。
16、作为优选,所述步骤s4中进一步表示为:
17、s4.1、根据接地故障相别选择相应的电压相别的瞬时角度;
18、s4.2、根据选择的瞬时角度,设置为控制计算角度threa的替代值。
19、所述步骤s4.1中,所述电压相别的瞬时角度为0°至360°之间。所述接地故障相别由故障模块设置,需要时,从所述故障模块获取接地故障相别,具体的,故障模块设置的接地故障相别可能是a相接地、b相接地、c相接地任意一种,当设置的是a相接地时,则选择a相电压的瞬时角度作为控制计算角度。
20、作为优选,所述步骤s5中,计算电阻曲线值包括,计算第一电阻曲线值rf1,第二电阻曲线值rf2和第三电阻曲线值rf3,以及第四电阻曲线值rf4。根据设置的可调电阻的最大值rf_max,,最小值rf_min,设置过渡电阻变化触发角度q和控制计算角度threa根据相关常数计算公式和电阻曲线变化值的公式,分别计算电阻变化曲线第一常数a,第一电阻曲线值rf1,第二电阻曲线值rf2,第三电阻曲线值rf3,第四电阻曲线值rf4。
21、作为优选,所述可调电阻的阻值rf实时动态调整。实时动态调整的可调电阻能够实现在配电网中故障电流中三次谐波含量大的特点,还能反映过渡电阻在一个周波内的非线性变化的特征。
22、本发明的有益效果:一种经过渡电阻接地故障仿真方法,通过设置过渡电阻接地故障拓扑结构,可调电阻rf的最大值和最小值,再根据获取故障点的三相电压,进行锁相环计算,得到瞬时角度,选择对应的角度并作为控制计算角度threa,进行计算电阻变化曲线常数和电阻曲线值计算,根据计算结果,确定可调电阻rf的阻值,该故障仿真,能够很好模拟一个故障周波内过渡电阻非线性变化的特征,并且实现故障电流中三次谐波含量大的特点,从而使经过渡电阻接地故障实验测试更加贴近现实故障特征,保证继电保护装置动模检测的准确性。
1.一种经过渡电阻接地故障仿真方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述一种经过渡电阻接地故障仿真方法,其特征在于,所述步骤s1中,经过渡电阻接地故障拓扑结构为:电力系统的故障点连接故障模块,故障模块连接可调电阻rf,三者串联连接后接地。
3.根据权利要求1所述一种经过渡电阻接地故障仿真方法,其特征在于,所述步骤s2中进一步表示为:
4.根据权利要求1或3所述一种经过渡电阻接地故障仿真方法,其特征在于,所述步骤s2.1中,故障期间电阻值设置为0-0.01欧姆,非故障期间电阻值设置为100000-1000000欧姆。
5.根据权利要求1所述一种经过渡电阻接地故障仿真方法,其特征在于,所述步骤s4中进一步表示为:
6.根据权利要求1所述一种经过渡电阻接地故障仿真方法,其特征在于,所述步骤s5中,计算电阻曲线值包括,计算第一电阻曲线值rf1,第二电阻曲线值rf2和第三电阻曲线值rf3,以及第四电阻曲线值rf4。
7.根据权利要求5所述一种经过渡电阻接地故障仿真方法,其特征在于,所述步骤s4.1中,所述电压相别的瞬时角度为0°至360°之间。
8.根据权利要求1或2所述一种经过渡电阻接地故障仿真方法,其特征在于,所述可调电阻的阻值rf实时动态调整。