一种低压配电盘供电可靠性分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低压配电盘供电可靠性分析方法，包括：根据低压配电盘金属性接地故障计算模型，计算配电盘母排单相金属性接地故障电流I

A reliability analysis method and system of low voltage distribution board

The invention discloses a power supply reliability analysis method of a low-voltage distribution board, which includes: calculating the single-phase metal ground fault current I of the busbar of the distribution board according to the calculation model of the metal ground fault of the low-voltage distribution board

【技术实现步骤摘要】
一种低压配电盘供电可靠性分析方法及系统
本专利技术涉及电力
，尤其涉及一种非金属性接地故障下的低压配电盘供电可靠性分析方法及系统。
技术介绍
目前，在我国大多数压水堆中核电厂，核安全相关(1E级)配电盘馈线回路采用“熔断器+接触器”配置的CF回路，火电厂及其它工业系统也存在此类配置。但是，受电机启动电流、电缆选型、电缆长度、空间布局、抽屉模数等因素的影响，熔断器、接触器的选型往往无法做到紧密配合。现有的国家标准、行业规范中均依据金属性短路电流进行保护配置的整定和校验。然而工程实践表明，短路故障大多数情况下是一个由非金属性接地向金属性接地、两相短路、三相短路的发展的过程。故障早期电流大小、发展过程存在不确定性。图1所示的低压配电盘典型配置回路，非金属性接地故障下往往存在如下2类问题:1)熔断器无法与上级配电盘零序保护形成可靠的级差配合，存在越级跳闸风险；2)熔断器与接触器无法形成紧密配合，非金属性接地故障下熔断器不能快速熔断器，接触器开断额定分断能力之外的故障电流，触点熔焊粘连、或存在熔焊粘连风险。此类问题的存在大大降低了配电盘供电可靠性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有标准规范均建立在金属性短路基础上，进行保护配置的整定校验，实际工程应用中往往发生触点熔焊甚至配电盘整段越级跳闸问题的上述缺陷，提供一种非金属性接地故障下的低压配电盘供电可靠性分析方法及系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种低压配电盘供电可靠性分析方法，包括如下步骤：<br>步骤S1、根据低压配电盘金属性接地故障计算模型，计算配电盘母排单相金属性接地故障电流If1和馈线回路金属性单相接地故障电流If2；步骤S2、利用根据熔断器和接触器特性提取的特征参数，在多个保护装置的电流时间动作特性曲线上划分馈线回路接地故障电流区间，确定各故障电流区间存在的问题风险；步骤S3、根据所述配电盘母排单相金属性接地故障电流If1和所述馈线回路金属性单相接地故障电流If2和所述特征参数，获取馈线零序和配电盘零序的保护配置方案。在本专利技术提供的低压配电盘供电可靠性分析方法中，在步骤S1中，所述配电盘母排单相金属性接地故障电流If1和所述馈线回路金属性单相接地故障电流If2分别通过以下公式计算：其中，Un2为配电变压器低压侧额定电压，RT、XT为配电变压器归算至低压侧的阻抗参数，RL、XL为配电盘馈线回路电缆阻抗参数，Re为接地网干线裸铜缆电阻(若无接地干线则为专设PE保护线电阻)。在本专利技术提供的低压配电盘供电可靠性分析方法中，所述特征参数包括接触器额定分断电流Icn、接触器极限分断电流Icw、熔断曲线与配电盘零序曲线的交接点对应电流值Ijd、馈线零序曲线与熔断曲线交接点对应电流值Iq、馈线定时限零序动作电流Ig。在本专利技术提供的低压配电盘供电可靠性分析方法中，所述步骤S3包括：步骤S31、确定馈线零序保护延时时间tg的整定范围，tf.Icw≤tg≤tf.Icn，其中，tf.Icn、tf.Icw为在所述熔断曲线上提取Icn、Icw对应的熔断时间；步骤S32、确定配电盘零序反时限启动电流I0>，I0>取变压器低压侧额定电流的0.25～0.5倍；步骤S33、确定配电盘零序保护定时限动作时间t0>>，t0>>＝tg+Δt，其中，Δt为时间级差；步骤S34、确定配电盘零序保护定时限动电流I0>>，I0>>＝Iq；步骤S35、确定反时限时间系数K。在本专利技术提供的低压配电盘供电可靠性分析方法中，所述步骤S35包括：步骤S351、在所述熔断曲线上确定所述If1对应的熔断时间tf.If1；步骤S352、在所述熔断曲线上确定所述If2对应的熔断时间tf.If2；步骤S353、在所述熔断曲线上确定接触器额定分断电流Icn对应的熔断时间tf.Icn；步骤S354、利用反时限时间系数K的不等式组确定K的最小值，K系数取值为：其中，max{}表示取{}内数集的最大值，α、β为反时限特性参数。另一方面，本专利技术还提供一种低压配电盘供电可靠性分析系统，包括：故障电流计算单元，用于根据低压配电盘金属性接地故障计算模型，计算配电盘母排单相金属性接地故障电流If1和馈线回路金属性单相接地故障电流If2；划分单元，用于利用根据熔断器和接触器特性提取的特征参数，在多个保护装置的电流时间动作特性曲线上划分馈线回路接地故障电流区间，确定各故障电流区间存在的问题风险；配置方案确定单元，用于根据所述配电盘母排单相金属性接地故障电流If1和所述馈线回路金属性单相接地故障电流If2和所述特征参数，获取馈线零序和配电盘零序的保护配置方案。在本专利技术提供的低压配电盘供电可靠性分析系统中，所述配电盘母排单相金属性接地故障电流If1和所述馈线回路金属性单相接地故障电流If2分别通过以下公式计算：其中，Un2为配电变压器低压侧额定电压，RT、XT为配电变压器归算至低压侧的阻抗参数，RL、XL为配电盘馈线回路电缆阻抗参数，Re为接地网干线裸铜缆电阻(若无接地干线则为专设PE保护线电阻)。在本专利技术提供的低压配电盘供电可靠性分析系统中，所述特征参数包括接触器额定分断电流Icn、接触器极限分断电流Icw、熔断曲线与配电盘零序曲线的交接点对应电流值Ijd、馈线零序曲线与熔断曲线交接点对应电流值Iq、馈线定时限零序动作电流Ig。本专利技术的用于非金属性接地故障下的低压配电盘供电可靠性分析方法及系统，具有以下有益效果：本专利技术首先根据低压配电盘金属性单相接地短路计算模型，计算馈线回路首端、末端接地故障电流；然后根据各级保护配合曲线和提取的特征参数对电流区间进行划分，分析各电流区间存在的问题风险，可方便应用到已投入工程应用的配电系统；最后，结合金属性单相接地故障电流计算结果和特征参数区间内风险问题的特点，可以完全解决配电盘越级跳闸问题，将接触器触点熔焊风险降至最低，大大提高配电盘供电可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：图1是本专利技术一实施例提供的低压配电盘供电可靠性分析方法的流程图；图2所示为本专利技术的CF馈线回路出线端、末端单相接地故障电流示意图；图3所示为某配电盘接地保护各级保护特性曲线；图4所示为某配电盘接地保护各级保护特性曲线；图5所示为某配电盘接地保护各级保护特性曲线；图6所示为本专利技术给出的馈线零序保护延时时间tg调整示意图；图7所示为本专利技术给出的配电盘零序保护定时限段整定示意图；图8所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低压配电盘供电可靠性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤S1、根据低压配电盘金属性接地故障计算模型，计算配电盘母排单相金属性接地故障电流I

【技术特征摘要】
1.一种低压配电盘供电可靠性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、根据低压配电盘金属性接地故障计算模型，计算配电盘母排单相金属性接地故障电流If1和馈线回路金属性单相接地故障电流If2；
步骤S2、利用根据熔断器和接触器特性提取的特征参数，在多个保护装置的电流时间动作特性曲线上划分馈线回路接地故障电流区间，确定各故障电流区间存在的问题风险；
步骤S3、根据所述配电盘母排单相金属性接地故障电流If1和所述馈线回路金属性单相接地故障电流If2和所述特征参数，获取馈线零序和配电盘零序的保护配置方案。


2.根据权利要求1所述的低压配电盘供电可靠性分析方法，其特征在于，在步骤S1中，所述配电盘母排单相金属性接地故障电流If1和所述馈线回路金属性单相接地故障电流If2分别通过以下公式计算：






其中，Un2为配电变压器低压侧额定电压，RT、XT为配电变压器归算至低压侧的阻抗参数，RL、XL为配电盘馈线回路电缆阻抗参数，Re为接地网干线裸铜缆电阻或专设PE保护线电阻。


3.根据权利要求1所述的低压配电盘供电可靠性分析方法，其特征在于，所述特征参数包括接触器额定分断电流Icn、接触器极限分断电流Icw、熔断曲线与配电盘零序曲线的交接点对应电流值Ijd、馈线零序曲线与熔断曲线交接点对应电流值Iq、馈线定时限零序动作电流Ig。


4.根据权利要求3所述的低压配电盘供电可靠性分析方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
步骤S31、确定馈线零序保护延时时间tg的整定范围，tf.Icw≤tg≤tf.Icn，其中，tf.Icn、tf.Icw为在所述熔断曲线上提取Icn、Icw对应的熔断时间；
步骤S32、确定配电盘零序反时限启动电流I0>，I0>取变压器低压侧额定电流的0.25～0.5倍；
步骤S33、确定配电盘零序保护定时限动作时间t0>>，t0>>＝tg+Δt，其中，Δt为时间级差；
步骤S34、确定配电盘零序保护定时限动作电流I0>>，I0>>...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超群，李健，胡兵，
申请(专利权)人：苏州热工研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32