一种电力系统短路故障时过渡电阻的识别方法及其系统技术方案

本发明专利技术提供一种电力系统短路故障时过渡电阻的识别方法及其系统，该方法包括通过高压注入电阻向电力系统注入直流电压，检测并采集输出电流Idc、三相电压Ua,Ub,Uc以及三相负荷电流Ia,Ib,Ic；当电力系统正常运行时，计算电力系统等效的绝缘电阻R

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统短路故障时过渡电阻的识别方法及其系统


[0001]本专利技术涉及电力系统供电保护
，尤其涉及一种电力系统短路故障时过渡电阻的识别方法以及该方法的识别系统。

技术介绍

[0002]电力系统的短路故障长期以来一直威胁着电力系统的安全稳定运行，因为一旦发生了短路故障，电力系统内的各类设备都面临被烧毁的风险。因此，研究电力系统的短路故障，分析短路故障的特性具有十分重要的意义。特别是，对发展电力系统暂态故障识别、暂态问题诊断、暂态过程处理等高难度问题，进一步分析电磁暂态过程与机理，研制新一代电力系统电源、故障识别装置具有特别重大的需求。
[0003]常规通过既有的电压、电流来分析短路故障类型已有诸多方法，但是对短路中的故障过渡电阻识别尚缺乏机理清晰的诊断方法。特别是，通过简单的装置、方法来分析电力系统短路故障过程中的过渡电阻，为未来电力系统的高端诊断提供实质化参考，目前仍然缺乏有效的解决方案。
[0004]不难看出，现有技术方案还存在不足。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种可以利用注入信号、注入电阻根据基尔霍夫电压电流原理分析电力系统故障下的过渡电阻，机理清晰，物理意义明确，有效性强的电力系统短路故障时过渡电阻的识别方法。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种可以监视电力系统的绝缘状态，并利用上述方法分析电力系统故障下的过渡电阻的电力系统短路故障时过渡电阻的识别系统。
[0007]为了实现上述的主要目的，本专利技术提供的一种电力系统短路故障时过渡电阻的识别方法，应用于电力系统，该方法包括以下步骤：
[0008]通过高压注入电阻向电力系统注入直流电压，检测并采集输出电流Idc、三相电压Ua,Ub,Uc以及三相负荷电流Ia,Ib,Ic；当电力系统正常运行时，计算电力系统等效的绝缘电阻R
绝
；根据采集到的三相电压Ua,Ub,Uc和三相负荷电流Ia,Ib,Ic判定发生的故障类型；计算电力系统等效的过渡电阻R
过
。
[0009]进一步的方案中，所述绝缘电阻R
绝
的计算公式表示为公式(1)：
[0010][0011]更进一步的方案中，向电力系统注入的直流电压为Udc，采集到的输出电流为Idc，注入电阻为R
注
，设电力系统每相等效的绝缘电阻为R
绝
，根据第一等效电路结构，建立公式(1.1)：
[0012][0013]其中，//符号表示并联，+符号表示串联；
[0014]由公式(1.1)可得出公式(1.2)：
[0015][0016]由公式(1.2)可得，电力系统每相等效的绝缘电阻R
绝
为：
[0017][0018]更进一步的方案中，当发生单相接地故障时，过渡电阻R
过
的计算公式表示为公式(2)：
[0019][0020]更进一步的方案中，在发生短路故障时，设过渡电阻为R
过
，根据第二等效电路结构，建立公式(2.1)：
[0021][0022]由公式(2.1)可得出公式(2.2)：
[0023][0024]由公式(1.2)可得，当发生单相接地故障时，过渡电阻R
过
为：
[0025][0026]更进一步的方案中，当发生两相短路故障时，过渡电阻R
过
的计算公式表示为公式(3)：
[0027][0028]更进一步的方案中，当发生两相接地短路故障时，过渡电阻R
过
的计算公式表示为公式(4)：
[0029][0030]更进一步的方案中，当发生三相接地短路故障时，过渡电阻R
过
的计算公式表示为公式(5)：
[0031][0032]更进一步的方案中，所述绝缘电阻R
绝
的取值为发生短路故障起前一时刻计算得到的绝缘电阻数值；向电力系统注入的直流电压不超过2500V，检测并采集到的输出电流Idc仅识别其中的直流分量。
[0033]为了实现上述的另一目的，本专利技术提供的一种电力系统短路故障时过渡电阻的识别系统，包括：识别装置、直流解耦电容以及三相高压注入电阻，所述识别装置分别与大地、三相高压注入电阻的星形中点相连接，所述三相高压注入电阻分别与电力系统的A、B、C三相主接线相连接，所述直流解耦电容安装在电力系统主接线高压侧星形中点与大地之间；所述识别装置包括供电电源模块、核心控制模块、微电流识别模块、模拟量采集模块、通讯模块、直流电压发生模块，所述核心控制模块分别与所述供电电源模块、微电流识别模块、模拟量采集模块、通讯模块、直流电压发生模块电连接。
[0034]由此可见，本专利技术通过简单电压信号的注入以及注入电阻的接入，可以根据基尔霍夫电压电流定理分析计算出各个状态下的过渡电阻数值，工程性强，使电力系统短路故障下的过渡电阻等效电路物理意义明确。
[0035]进一步的，本专利技术的识别装置可以监测电力系统的绝缘状态，便于提升电力系统运行的安全可靠性。
[0036]所以，本专利技术利用识别装置、系统及识别方法实现对电力系统绝缘状态和故障下的过渡电阻进行识别计算，为电力系统的高级诊断分析提供了计算依据，同时该方案物理意义明确，识别方式简便，具有良好的工程实现性。
附图说明
[0037]图1是本专利技术一种电力系统短路故障时过渡电阻的识别方法实施例的流程框图。
[0038]图2是本专利技术一种电力系统短路故障时过渡电阻的识别方法实施例中第一等效电路结构的电路原理图。
[0039]图3是本专利技术一种电力系统短路故障时过渡电阻的识别方法实施例中第二等效电路结构的电路原理图。
[0040]图4是本专利技术一种电力系统短路故障时过渡电阻的识别方法实施例中第三等效电路结构的电路原理图。
[0041]图5是本专利技术一种电力系统短路故障时过渡电阻的识别方法实施例中第四等效电路结构的电路原理图。
[0042]图6是本专利技术一种电力系统短路故障时过渡电阻的识别方法实施例中第五等效电路结构的电路原理图。
[0043]图7是本专利技术一种电力系统短路故障时过渡电阻的识别方法实施例中第六等效电
路结构的电路原理图。
[0044]以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。
具体实施方式
[0045]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。需要指出的是，所描述的实施例子仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0046]一种电力系统短路故障时过渡电阻的识别方法实施例：
[0047]参见图1，一种电力系统短路故障时过渡电阻的识别方法，应用于电力系统，该方法包括以下步骤：
[0048]首先，执行步骤S1、通过高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力系统短路故障时过渡电阻的识别方法，应用于电力系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：通过高压注入电阻向电力系统注入直流电压，检测并采集输出电流Idc、三相电压Ua,Ub,Uc以及三相负荷电流Ia,Ib,Ic；当电力系统正常运行时，计算电力系统等效的绝缘电阻R
绝
；根据采集到的三相电压Ua,Ub,Uc和三相负荷电流Ia,Ib,Ic判定发生的故障类型；计算电力系统等效的过渡电阻R
过
。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算电力系统等效的绝缘电阻R
绝
，包括：所述绝缘电阻R
绝
的计算公式表示为公式(1)：3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：向电力系统注入的直流电压为Udc，采集到的输出电流为Idc，注入电阻为R
注
，设电力系统每相等效的绝缘电阻为R
绝
，根据第一等效电路结构，建立公式(1.1)：其中，//符号表示并联，+符号表示串联；由公式(1.1)可得出公式(1.2)：由公式(1.2)可得，电力系统每相等效的绝缘电阻R
绝
为：4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算电力系统等效的过渡电阻R
过
，包括：当发生单相接地故障时，过渡电阻R
过
的计算公式表示为公式(2)：5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：在发生短路故障时，设过渡电阻为R
过
，根据第二等效电路结构，建立公式(2.1)：由公式(2.1)可得出公式(2.2)：
由公式(...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭海云，徐幻南，张敏，蔡红飞，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司技能培训中心，
类型：发明
国别省市：