一种确定断路器开断短路电流超标故障位置的方法和装置制造方法及图纸

技术编号:33377920 阅读:60 留言:0更新日期:2022-05-11 22:46
本发明专利技术公开了一种确定断路器开断短路电流超标故障位置的方法和装置,包括:将变电站各段母线、变电站线路或主变支路的位置,分别作为单一节点;通过将每个单一节点之间通过断路器阻抗相连,每个单一节点与站外节点通过线路或变压器相连,建立变电站的站内拓扑结构仿真模型;计算各个单一节点的对地短路电流,当对地短路电流大于断路器的遮断容量,确定对地短路电流对应的节点与外站或支路的接线拓扑结构;根据接线拓扑结构,获取对应的节点的对地故障的短路电流和短路电流的最大值与断路器遮断容量的比值,根据所述短路电流和所述比值,确定断路器短路电流超标的故障位置。解决现有模型计算工作量较大,计算耗时较长,无法满足计算速度需要的问题。满足计算速度需要的问题。满足计算速度需要的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种确定断路器开断短路电流超标故障位置的方法和装置


[0001]本专利技术涉及电力系统
,具体涉及一种确定断路器开断短路电流超标故障位置的方法和装置。

技术介绍

[0002]随着电网的迅速发展,电网规模日益增大,我国电力系统中短路电流水平逐年增长。过大的短路电流会对电力系统的安全稳定运行以及电气设备本身产生危害。为了确定短路电流限制措施,需要对短路电流水平。
[0003]目前在电力系统中短路电流计算及确定短路电流限制措施时,主要以母线对地短路电流水平为主要指标。虽然这种计算校核方法可以涵盖最严重的短路电流情况,但由于不考虑接线拓扑、及断路器动作时序的影响,忽略了设备所实际承受的短路电流特性,无法对断路器实际开断短路电流进行准确评估,所得结果往往偏严格。有理论研究中考虑了变电站接线方式,通过计算支路电流与母线对地电流计算断路器开断电流,但这种方法无法考虑断路器动作时序的影响,同时也难以反映当变电站接线拓扑中个别原件退出运行带来的影响。
[0004]如果详细分析电力系统中故障情况下的断路器实际开断电流,需要建立变电站内部接线的详细参数模型,并需要建立包括断路器模型在内的详细电磁暂态模型。由于变电站众多,不同变电站接线拓扑和参数往往不同,模型和参数的准确获得较为困难,同时由于计算工作量较大,计算耗时较长,在某些应用场合无法满足计算速度需要。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题,本专利技术提供一种确定断路器开断短路电流超标故障位置的方法,包括:
[0006]将变电站各段母线、变电站线路或主变支路的位置,分别作为单一节点;
[0007]通过将每个单一节点之间通过断路器阻抗相连,将所述每个单一节点与站外节点通过线路或变压器相连,建立每个变电站的站内拓扑结构仿真模型;
[0008]根据所述仿真模型计算每个变电站的各个单一节点的对地短路电流,当所述对地短路电流大于断路器的遮断容量,则确定所述对地短路电流对应的节点与外站或支路的接线拓扑结构;
[0009]根据所述接线拓扑结构,获取所述对应的节点的对地故障的短路电流和所述短路电流的最大值与所述断路器遮断容量的比值,根据所述短路电流和所述比值,确定所述断路器短路电流超标的故障位置。
[0010]优选的,所述断路器,在闭合状态下采用集中阻抗模型,断路器的阻抗值采用测量阻抗值;若无测量阻抗数据,则采用典型阻抗值0.001欧姆。
[0011]优选的,当所述对地短路电流超过断路器的遮断容量,则确定所述对地短路电流对应的节点与外站或支路的拓扑结构,包括:
[0012]将第i段节点的短路电流设为i
Ni
,当i
Ni
大于断路器的遮断容量,则确定第i段节点的短路电流超标,所述第i段节点为超标节点;
[0013]当所述超标节点通过线路或主变与外站相连,则确定当前连接方式为变电站的接线拓扑结构;
[0014]当所述超标节点仅与断路器阻抗支路相连,则确定当前连接方式为变电站的接线拓扑结构。
[0015]优选的,还包括:
[0016]当第i段节点的短路电流i
Ni
小于或等于断路器的遮断容量,则第i段节点的短路电流不超标。
[0017]优选的,根据所述接线拓扑结构,获取所述对应的节点的对地故障的短路电流和所述短路电流的最大值与所述断路器遮断容量的比值,根据所述短路电流和所述比值,确定所述断路器短路电流超标的故障位置,包括:
[0018]当变电站的接线拓扑结构为超标节点通过线路或主变与外站相连,计算与所述超标节点相边的主变或支路断开时,所述超标节点的对地故障的短路电流i
Ni
,当所述短路电流i
Ni
大于所述断路器遮断容量,则所述超标节点为所述断路器的短路电流超标的故障位置;
[0019]当变电站的接线拓扑结构为超标节点仅与断路器阻抗支路相连,设与所述短路节点有n个断路器相连,分别计算仅单个断路器与所述超标节点相连时的短路电流;设第k个断路器与所述超标节点相连时的短路电流为i
Nik
,记录最大值i
Ni_Max
,如果i
Ni_Max
大于所述断路器遮断容量,则所述超标节点为所述断路器的短路电流超标的故障位置。
[0020]本申请同时提供一种确定断路器开断短路电流超标故障位置的装置,包括:
[0021]单一节点确定单元,用于将变电站各段母线、变电站线路或主变支路的位置,分别作为单一节点;
[0022]仿真模型建立单元,用于通过将每个单一节点之间通过断路器阻抗相连,将所述每个单一节点与站外节点通过线路或变压器相连,建立每个变电站的站内拓扑结构仿真模型;
[0023]拓扑结构确定单元,用于根据所述仿真模型计算每个变电站的各个单一节点的对地短路电流,当所述对地短路电流大于断路器的遮断容量,则确定所述对地短路电流对应的节点与外站或支路的接线拓扑结构;
[0024]故障位置确定单元,用于根据所述接线拓扑结构,获取所述对应的节点的对地故障的短路电流和所述短路电流的最大值与所述断路器遮断容量的比值,根据所述短路电流和所述比值,确定所述断路器短路电流超标的故障位置。
[0025]优选的,所述断路器,在闭合状态下采用集中阻抗模型,断路器的阻抗值采用测量阻抗值;若无测量阻抗数据,则采用典型阻抗值0.001欧姆。
[0026]优选的,拓扑结构确定单元,包括:
[0027]超标节点确定子单元,用于将第i段节点的短路电流设为i
Ni
,当i
Ni
大于断路器的遮断容量,则确定第i段节点的短路电流超标,所述第i段节点为超标节点;
[0028]拓扑结构确定子单元,用于当所述超标节点通过线路或主变与外站相连,则确定当前连接方式为变电站的接线拓扑结构;
[0029]拓扑结构确定子单元,用于当所述超标节点仅与断路器阻抗支路相连,则确定当前连接方式为变电站的接线拓扑结构。
[0030]优选的,还包括:
[0031]短路电流不超标确定子单元,用于当第i段节点的短路电流i
Ni
小于或等于断路器的遮断容量,则第i段节点的短路电流不超标。
[0032]优选的,包括:
[0033]故障位置确定子单元,用于当变电站的接线拓扑结构为超标节点通过线路或主变与外站相连,计算与所述超标节点相边的主变或支路断开时,所述超标节点的对地故障的短路电流i
Ni
,当所述短路电流i
Ni
大于所述断路器遮断容量,则所述超标节点为所述断路器的短路电流超标的故障位置;
[0034]故障位置确定子单元,用于当变电站的接线拓扑结构为超标节点仅与断路器阻抗支路相连,设与所述短路节点有n个断路器相连,分别计算仅单个断路器与所述超标节点相连时的短路电流;设第k个断路器与所述超标节点相连时的短路电流为i
Nik
,记录最大值i
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定断路器开断短路电流超标故障位置的方法,其特征在于,包括:将变电站各段母线、变电站线路或主变支路的位置,分别作为单一节点;通过将每个单一节点之间通过断路器阻抗相连,将所述每个单一节点与站外节点通过线路或变压器相连,建立每个变电站的站内拓扑结构仿真模型;根据所述仿真模型计算每个变电站的各个单一节点的对地短路电流,当所述对地短路电流大于断路器的遮断容量,则确定所述对地短路电流对应的节点与外站或支路的接线拓扑结构;根据所述接线拓扑结构,获取所述对应的节点的对地故障的短路电流和所述短路电流的最大值与所述断路器遮断容量的比值,根据所述短路电流和所述比值,确定所述断路器短路电流超标的故障位置。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述断路器,在闭合状态下采用集中阻抗模型,断路器的阻抗值采用测量阻抗值;若无测量阻抗数据,则采用典型阻抗值0.001欧姆。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述对地短路电流超过断路器的遮断容量,则确定所述对地短路电流对应的节点与外站或支路的拓扑结构,包括:将第i段节点的短路电流设为i
Ni
,当i
Ni
大于断路器的遮断容量,则确定第i段节点的短路电流超标,所述第i段节点为超标节点;当所述超标节点通过线路或主变与外站相连,则确定当前连接方式为变电站的接线拓扑结构;当所述超标节点仅与断路器阻抗支路相连,则确定当前连接方式为变电站的接线拓扑结构。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括:当第i段节点的短路电流i
Ni
小于或等于断路器的遮断容量,则第i段节点的短路电流不超标。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述接线拓扑结构,获取所述对应的节点的对地故障的短路电流和所述短路电流的最大值与所述断路器遮断容量的比值,根据所述短路电流和所述比值,确定所述断路器短路电流超标的故障位置,包括:当变电站的接线拓扑结构为超标节点通过线路或主变与外站相连,计算与所述超标节点相边的主变或支路断开时,所述超标节点的对地故障的短路电流i
Ni
,当所述短路电流i
Ni
大于所述断路器遮断容量,则所述超标节点为所述断路器的短路电流超标的故障位置;当变电站的接线拓扑结构为超标节点仅与断路器阻抗支路相连,设与所述短路节点有n个断路器相连,分别计算仅单个断路器与所述超标节点相连时的短路电流;设第k个断路器与所述超标节点相连时的短路电流为i
Nik
,记录最大值i
Ni_Max
,如果i
Ni_Max
大于所述断路器遮断容量,则所述超标节点为所述断路器的短路电流超标的故障位置。6.一种确定断路器开断短路电流超标故障位置的装置,其特征在于,包括:单一节点确定单元,用于将变电站各段母线、变电站线路或主变支路的位置,分别作为单一节点;仿真模型建立...

【专利技术属性】
技术研发人员:韩彬陈维江金玉琪倪秋龙郄鑫项祖涛周靖皓叶琳滕文涛刘涛张静王波周正阳杨滢王晴贺旭朱耿黄亮
申请(专利权)人:国网浙江省电力有限公司宁波供电公司
类型:发明
国别省市:

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