一种用于高压交流断路器遮断容量校核的方法技术

本发明专利技术提供一种用于高压交流断路器遮断容量校核的方法，属于高压交流断路器短路故障电流开断技术领域。所述方法包括：获取电网网架的运行方式及开机条件以形成边界条件；形成电网网架的正序节点、负序节点以及零序节点导纳矩阵网络；扫描计算正序阻抗、负序阻抗以及零序阻抗；计算对称短路电流的初始值以及直流时间常数；在判断直流时间常数小于或等于额定时间常数的情况下，将断路器的额定短路开断电流作为断路器的短路电流开断能力；否则基于电流最后半波能量等效原则，根据公式(1)计算遮断系数；将额定短路开断电流与遮断系数的乘积作为短路电流开断能力；在判断开断能力小于或等于初始值的情况下，对节点执行短路电流限制操作。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高压交流断路器遮断容量校核的方法
本专利技术涉及高压交流断路器短路故障电流开断
，具体地涉及一种用于高压交流断路器遮断容量校核的方法。
技术介绍
随着电力负荷增长，装机容量增加，电网网架加强，短路电流超标已经成为影响电网规划设计和安全运行的关键因素之一。此外，电力系统中采用大容量机组、高阻抗变压器、串抗等限流措施，导致一次设备电抗与电阻比值增大，短路电流直流分量衰减时间常数逐渐增大，并超过断路器额定时间常数，使其遮断能力将受到较大影响。IEEEC37系列标准对断路器遮断容量的校核是基于触头分量时刻短路电流的有效值和直流分量百分数进行的。国家标准DL/T5222-2015也是基于触头分量时刻短路电流的有效值和直流分量百分数进行断路器设备选择。实践表明，直流分量等效原则虽然可靠，但经济性比较低，遮断系数值过低。应用触头分离时刻的全电流等效原则校核断路器遮断容量，同样缺乏IEEEC37系列标准的有力支撑，没有经过严格论证。
技术实现思路
本专利技术实施方式的目的是提供一种用于高压交流断路器遮断容量校核的方法，该方法能够在电网的直流时间常数大于断路器的额定直流时间常数情况下对断路器实际短路开断能力的评估，解决了直流分量等效原则和全电流等效原则的不足，保障了电网的稳定运行。为了实现上述目的，本专利技术实施方式提供一种用于高压交流断路器遮断容量校核的方法，所述方法包括：获取电网网架的运行方式及开机条件以形成边界条件；根据所述边界条件形成所述电网网架的正序节点、负序节点以及零序节点导纳矩阵网络；采用等效电压源法扫描计算待校核的节点的正序阻抗、负序阻抗以及零序阻抗；根据所述正序阻抗、负序阻抗以及零序阻抗计算对应的所述节点的三相对称短路电流和/或单相对称短路电流的初始值以及直流时间常数；判断所述直流时间常数是否小于或等于所述断路器的额定时间常数；在判断所述直流时间常数小于或等于所述额定时间常数的情况下，将所述断路器的额定短路开断电流作为所述断路器的短路电流开断能力；在判断所述直流时间常数大于所述额定时间常数的情况下，基于电流最后半波能量等效原则，根据公式(1)计算所述断路器的遮断系数，其中，K为所述遮断系数，t1,N、t2,N分别为基于所述断路器的额定直流时间常数下非对称短路电流最后的起始时刻、结束时刻，t1、t2为实际的直流时间常数下非对称短路电流最后的起始时刻、结束时刻，TN为所述额定时间常数；将所述额定短路开断电流与所述遮断系数的乘积作为所述短路电流开断能力；判断所述短路电流开断能力是否大于所述初始值；在判断所述开断能力小于或等于所述初始值的情况下，确定所述断路器的遮断容量不能够开断所述节点的短路电流，对所述断路器对应的节点执行短路电流限制操作。可选地，所述方法进一步包括：在判断所述开断能力大于所述初始值的情况下，确定所述断路器的遮断容量能够开断所述节点的短路电流。可选地，根据所述正序阻抗、负序阻抗以及零序阻抗计算对应的所述节点的三相对称短路电流和/或单相对称短路电流的初始值以及直流时间常数具体包括：采用等效频率法计算所述直流时间常数。可选地，所述电流最后半波能量等效原则为公式(2)，其中，t1,N、t2,N分别为基于所述断路器的额定直流时间常数下非对称短路电流最后的起始时刻、结束时刻，t1、t2为实际的直流时间常数下非对称短路电流最后的起始时刻、结束时刻，isc(t)、idk(t)为实际短路电流交流分量和直流分量的瞬时值，iN(t)、iDC(t)为预期额定开断电流的交流分量和直流分量的瞬时值。通过上述技术方案，本专利技术提供的一种用于高压交流断路器遮断容量校核的方法基于断路器开断的实际短路电流最后半波能量与额定时间常数下短路电流最后半波能量等效的原则，对电网在运行的断路器的遮断容量进行校核，从而评估断路器实际的开断能力，保障了电网的安全运行。本专利技术实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施方式，但并不构成对本专利技术实施方式的限制。在附图中：图1是根据本专利技术的一个实施方式的用于高压交流断路器遮断容量校核的方法的流程图；图2是根据本专利技术的一个实施方式的短路电流的直流分量的在不同直流时间常数下随时间的衰减图；以及图3是最后半波能量等效原则的原理图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术实施方式的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术实施方式，并不用于限制本专利技术实施方式。在本专利技术实施方式中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。另外，若本专利技术实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。如图1所示是根据本专利技术的一个实施方式的用于高压交流断路器遮断容量校核的方法的流程图。在图1中，该方法可以包括：在步骤S10中，获取电网网架的运行方式及开机条件以形成边界条件。在步骤S11中，根据该边界条件形成电网网架的正序节点、负序节点以及零序节点导纳矩阵网络。在步骤S12中，采用等效电压源法扫描计算待校核的节点的正序阻抗、负序阻抗以及零序阻抗。具体地，该等效电压源法可以是例如根据国家标准《GB/T15544.1-2013》来确定该正序阻抗、负序阻抗以及零序阻抗。在步骤S13中，根据正序阻抗、负序阻抗以及零序阻抗计算对应的节点的三相对称短路电流和/或单相对称短路电流的初始值以及直流时间常数。在该实施方式中，无论是对于三相对称短路电流还是单相对称短路电流，均可以采用等效频率法计算该直流时间常数。具体地，该等效频率法可以是例如根据公式(1)来确定该直流时间常数，其中，Tdc为所述直流时间常数，X为该节点的等效电抗，R为该节点的等效电阻，ω为该节点的短路电流的圆频率。在步骤S14中，判断直流时间常数是否小于或等于断路器的额定时间常数。在步骤S15中，在判断直流时间常数小于或等于额定时间常数的情况下，将断路器的额定短路开断电流作为断路器的短路电流开断能力。在步骤S16中，在判断直流时间常数大于额定时间常数的情况下，基于电流最后半波能量等效原则，根据公式(2)计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高压交流断路器遮断容量校核的方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取电网网架的运行方式及开机条件以形成边界条件；/n根据所述边界条件形成所述电网网架的正序节点、负序节点以及零序节点导纳矩阵网络；/n采用等效电压源法扫描计算待校核的节点的正序阻抗、负序阻抗以及零序阻抗；/n根据所述正序阻抗、负序阻抗以及零序阻抗计算对应的所述节点的三相对称短路电流和/或单相对称短路电流的初始值以及直流时间常数；/n判断所述直流时间常数是否小于或等于所述断路器的额定时间常数；/n在判断所述直流时间常数小于或等于所述额定时间常数的情况下，将所述断路器的额定短路开断电流作为所述断路器的短路电流开断能力；/n在判断所述直流时间常数大于所述额定时间常数的情况下，基于电流最后半波能量等效原则，根据公式(1)计算所述断路器的遮断系数，/n

【技术特征摘要】
1.一种用于高压交流断路器遮断容量校核的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取电网网架的运行方式及开机条件以形成边界条件；
根据所述边界条件形成所述电网网架的正序节点、负序节点以及零序节点导纳矩阵网络；
采用等效电压源法扫描计算待校核的节点的正序阻抗、负序阻抗以及零序阻抗；
根据所述正序阻抗、负序阻抗以及零序阻抗计算对应的所述节点的三相对称短路电流和/或单相对称短路电流的初始值以及直流时间常数；
判断所述直流时间常数是否小于或等于所述断路器的额定时间常数；
在判断所述直流时间常数小于或等于所述额定时间常数的情况下，将所述断路器的额定短路开断电流作为所述断路器的短路电流开断能力；
在判断所述直流时间常数大于所述额定时间常数的情况下，基于电流最后半波能量等效原则，根据公式(1)计算所述断路器的遮断系数，



其中，K为所述遮断系数，t1,N、t2,N分别为基于所述断路器的额定直流时间常数下非对称短路电流最后的起始时刻、结束时刻，t1、t2为实际的直流时间常数下非对称短路电流最后的起始时刻、结束时刻，TN为所述额定时间常数；
将所述额定短路开断电流与所述遮断系数的乘积作为所述短路电流开断能力；

【专利技术属性】
技术研发人员：张国宝，杨为，赵恒阳，朱太云，朱胜龙，蔡梦怡，宋东波，陈忠，赵常威，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34