【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电网调控，尤其涉及一种基于改进schwarz电弧模型的配电网合环倒切接地故障分析方法。
技术介绍
1、城市配网电缆化率提升及变电站出线多供电半径大等因素使得系统电容电流骤增，消弧线圈接地系统(neutral resonant grounding system，nes)故障电弧难以自熄，易导致线路绝缘受损，故障恶化为相间短路、电气火灾扩大事故，对配电网进行低电阻接地改造是解决方案之一，也是电网发展的趋势。城市配电网为包含小电阻接地和消弧线圈接地的混合接地系统，在故障、检修时不可避免地存在不同接地方式系统之间的负荷倒切需求。不同接地方式系统负荷倒切时两种接地方式并存，且倒切后原有系统负荷增加，由于线路负荷合环倒切时间各异，对于线路故障造成的临时倒负荷，合环时间往往仅有几小时，而对于主变检修与中性点接地改造等情况，合环倒切时间往往持续数十小时甚至上百小时，在此期间发生单相接地故障将会出现小电阻接地系统(neutral resistance groundingsystem，nrs)继电保护误动与系统故障电流增加，导致停电范围扩大；对于消弧线圈接地系统，还会额外出现消弧线圈超容量风险，不能有效补偿残流等问题，同时，合环后系统运行稳定性差，导致二次故障带来的经济损失增大的问题。
2、国内外对于合环倒切的研究多关注合环电流计算、合环可行性分析和合环电流调控策略等问题，对于合环倒切过程中的nrs和nes混合运行及单独接地系统多带负荷时的故障情况研究较少，由于电弧的长度对电弧的放电过程存在影响，传统的mayr电弧模型、c
技术实现思路
1、本专利技术主要解决的技术问题是提供一种基于改进schwarz电弧模型的配电网合环倒切接地故障分析方法，将随机变化的电弧长度作为可变参数引入电弧模型，并对混合接地系统不同位置发生单相接地故障和合环倒切结束后多带线路与负荷的情况进行分析，提高合环后系统运行稳定性，降低二次故障带来的经济损失的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种基于改进schwarz电弧模型的配电网合环倒切接地故障分析方法，其特征在于：包括以下步骤：
3、步骤一、获取schwarz电弧数学模型；
4、步骤二、参考含有电弧长度参数的电弧时间常数对schwarz电弧数学模型进行改进，获得含有电弧长度参数的改进schwarz电弧模型；
5、步骤三、构建nrs与nes联络运行的混合接地系统仿真模型；
6、步骤四、通过改进schwarz电弧模型，对混合接地系统不同位置发生单相接地故障和合环倒切结束后多带线路与负荷的情况进行分析，总结出两种接地系统合环后，单相接地故障对nrs原有保护与nes接地残流的影响，并提出混合接地方式下的保护改进方案及合环倒切条件。
7、进一步的，所述步骤一中，所述schwarz电弧数学模型如下式所示：
8、
9、式中：p为耗散功率系数，τs为电弧时间系数，α、β为常数，其值由系统电压、回路电流及具体电弧环境决定，e为单位长度电弧电压；i表示电弧电流。
10、进一步的，所述步骤二中，含有电弧长度参数的电弧时间常数经验公式如下所示：
11、
12、式中：lg为电弧长度，pg为改进电弧模型的耗散功率系数。
13、进一步的，所述步骤二中，改进的schwarz电弧模型如下式所示：
14、
15、式中：lg为电弧长度，pg为改进电弧模型的耗散功率系数。
16、进一步的，所述步骤四中，保护改进方案包括发生混合接地系统小电阻侧发生单相接地故障时，在合环之前提前检查消弧线圈容量，计算倒切后系统电容电流，对于容量不足的可进行扩容处理或限制接入系统的线路长度。
17、进一步的，所述步骤四中，保护改进方案包括混合接地系统联络线路发生单相接地故障时，在联络线路上加装零序电流保护，以保证在联络线路接地时及时切断，若为安装零序电流保护，则将联络线路位于nrs系统的连接点由母线改为馈线首端，令倒切线路与nrs馈线共用零序电流保护，与nes选线系统配合使用，保障故障线路及时切除。
18、进一步的，所述步骤四中，所述合环倒切条件包括系统正常运行时的倒切条件；
19、其中，系统正常运行时的倒切条件为：倒切进小电阻或消弧线圈接地系统的负荷量s2需满足以下公式：
20、s2≤s0-s1(4)
21、式中：s0为变压器的额定容量；s1为原有接地系统所带的负荷量。
22、进一步的，所述合环倒切条件包括单相接地故障时的倒切条件；所述单相接地故障时的倒切条件包括向小电阻接地系统倒切负荷的合环条件、向消弧线圈接地系统倒切负荷时合环条件；
23、向小电阻系统倒切线路的边界条件由下式表示：
24、
25、式中：i01为原有线路1的零序电流i原与倒切线路的零序电流i倒之和；iset为nrs原有馈线的零序电流保护整定值；
26、最大倒切进nrs的线路总长/由下式表示：
27、
28、式中：ip为单位长度非故障相电容电流之和；l原为线路1原长；
29、进一步的，所述向消弧线圈接地系统倒切负荷时合环条件由下式表示：
30、imax-ic1-ic2≤iq (7)
31、式中：imax为原有消弧线圈系统能够补偿的最大电容电流；ic1为原有nes的电容电流；ic2为倒切进消弧线圈系统的电容电流；iq为规定的残流最大值；
32、最大倒切长度l`如下式所示：
33、
34、本专利技术的有益效果是：
35、本专利技术将随机变化的电弧长度作为可变参数引入电弧模型对schwarz电弧模型进行改进，将其应用于nrs与nes联络运行的混合接地系统单相接地故障模型，在合环倒切线路负荷之前，对合环后单相接地故障情况进行模拟，分析配电网合环倒切故障特征，计算消弧线圈容量是否充裕，分析零序保护误动的可能性，提出改进保护方案，对于提高合环后系统运行稳定性，降低二次故障带来的经济损失，保证原有接地系统稳定供电具有重要意义。
36、为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点更能明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于改进Schwarz电弧模型的配电网合环倒切接地故障分析方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于改进Schwarz电弧模型的配电网合环倒切接地故障分析方法，其特征在于：所述步骤一中，所述Schwarz电弧数学模型如下式所示：
3.根据权利要求1所述的基于改进Schwarz电弧模型的配电网合环倒切接地故障分析方法，其特征在于：所述步骤二中，含有电弧长度参数的电弧时间常数经验公式如下所示：
4.根据权利要求1所述的基于改进Schwarz电弧模型的配电网合环倒切接地故障分析方法，其特征在于：所述步骤二中，改进的Schwarz电弧模型如下式所示：
5.根据权利要求1所述的基于改进Schwarz电弧模型的配电网合环倒切接地故障分析方法，其特征在于：所述步骤四中，保护改进方案包括发生混合接地系统小电阻侧发生单相接地故障时，在合环之前提前检查消弧线圈容量，计算倒切后系统电容电流，对于容量不足的可进行扩容处理或限制接入系统的线路长度。
6.根据权利要求1所述的基于改进Schwarz电弧模型的配电网合环倒切
7.根据权利要求1所述的基于改进Schwarz电弧模型的配电网合环倒切接地故障分析方法，其特征在于：所述步骤四中，所述合环倒切条件包括系统正常运行时的倒切条件；
8.根据权利要求1所述的基于改进Schwarz电弧模型的配电网合环倒切接地故障分析方法，其特征在于：所述合环倒切条件包括单相接地故障时的倒切条件；所述单相接地故障时的倒切条件包括向小电阻接地系统倒切负荷的合环条件、向消弧线圈接地系统倒切负荷时合环条件；
9.根据权利要求8所述的基于改进Schwarz电弧模型的配电网合环倒切接地故障分析方法，其特征在于：所述向消弧线圈接地系统倒切负荷时合环条件由下式表示：
...【技术特征摘要】
1.一种基于改进schwarz电弧模型的配电网合环倒切接地故障分析方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于改进schwarz电弧模型的配电网合环倒切接地故障分析方法，其特征在于：所述步骤一中，所述schwarz电弧数学模型如下式所示：
3.根据权利要求1所述的基于改进schwarz电弧模型的配电网合环倒切接地故障分析方法，其特征在于：所述步骤二中，含有电弧长度参数的电弧时间常数经验公式如下所示：
4.根据权利要求1所述的基于改进schwarz电弧模型的配电网合环倒切接地故障分析方法，其特征在于：所述步骤二中，改进的schwarz电弧模型如下式所示：
5.根据权利要求1所述的基于改进schwarz电弧模型的配电网合环倒切接地故障分析方法，其特征在于：所述步骤四中，保护改进方案包括发生混合接地系统小电阻侧发生单相接地故障时，在合环之前提前检查消弧线圈容量，计算倒切后系统电容电流，对于容量不足的可进行扩容处理或限制接入系统的线路长度。
6.根据权利要求1所述的基于改进schw...
【专利技术属性】
技术研发人员：田凤兰，褚亦瑶，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司郑州供电公司，
类型：发明
国别省市：
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