[发明专利]一种架空线路地线短路电流分流系数获取方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压输电技术领域，特别是涉及一种架空线路地线短路电流分流系数获取方法。

背景技术

中性点接地系统的输电线路中，线路杆塔上发生单相接地短路故障时，短路电流将通过塔杆接地装置入地，产生塔杆地电位升高。同时为了满足输电线路防雷的需要，国内的输电线路中多配备架空地线，架空地线将短路电流分散开，减少了塔杆的入地短路电流。同时，变电站接地系统的设计过程中，计算最大入地故障电流的过程至关重要，影响着变电站的安全性能。架空地线的最大入地电流的大小会影响变电站地网入地电流的大小，从而影响地电位升降、跨步电压和接触电压。输电线路中的架空地线与变电站接地网相连，当变电站接地网内发生接地短路故障时，短路电流具有三条流向路径：第一，短路电流经与接地网相连的架空线路的“地线—杆塔”接地系统分流；第二，短路电流经由接地网(不经由大地)直接流回变电站变压器的中性点；第三，短路电流经过接地网流入大地。因此，在设计变电站接地系统的过程中，应考虑接地网内发生接地短路故障的情况，即计算架空线路地线对变电站短路电流的分流系数，也就是真正流过架空线路地线的电流与短路电流的比，再根据分流系数评估变电站接地系统的性能。

现有的架空地线短路电流的详细分布情况可以通过仿真模拟、模拟短路实验以及实际测量线路地线分流情况等方法获得。仿真模拟需估算架空地线与接地网相连的架空线路的回路数、线路和杆塔等参数与变电站接地电阻，并考虑土壤结构等因素的影响，计算架空电路的短路电流的详细分布情况。然而上述参数在实际模拟中存在难以测量以及精度较低的问题，导致仿真模拟结果与实际地线分流情况相差较大。模拟短路实验中，需对架空地线进行短路实验，短路实验成本高、风险高，测试工作量大。

目前常规的测量线路地线分流情况中，工作人员需在变电站进行接地电阻测试，同时测量此时的线路地线分流情况，计算此时线路地线分流系数，并将这一分流系数直接作为架空线路地线对变电站短路电流分流系数。然而，由于接地电阻测试中的注入电流路径与分走电流的线路地线之间存在互感，因此接地电阻测试中的线路地线分流情况与实际变电站接地网内发生接地短路故障时的电流分布情况并不完全相同。此时获得的架空地线短路电流分流结果与实际结果会出现一定偏差，导致测量结果不准确。

发明内容

本发明提供了一种架空线路地线短路电流分流系数获取方法，以解决现有的架空线路地线短路电流分流系数获取方法中，因此接地电阻测试中的线路地线分流情况与实际变电站接地网内发生接地短路故障时的电流分布情况并不完全相同，导致测量结果不准确，以及通过人工短路试验获取分流系数，试验成本高，很难工程应用的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

一种架空线路地线短路电流分流系数获取方法，包括：通过接地电阻测试，获得第j条架空地线电流I_Vj与短路电流的总电流I_m的幅值和相位；根据公式计算获得架空地线对短路电流的分流系数阻性部分W_m；获取当第i条架空线路三相导线中有零序电流时，第i条架空线路地线耦合电流k_Mi；获取架空地线短路时第i条架空线路的

优选的，变电站接地网内发生接地短路故障时，架空地线中的总电流I_w为第j条架空线路地线中由于地电位升造成的电流I_Vj与第i条架空线路地线中由于相应相线和地线之间的互感耦合形成的电流I_Mi之和，即

优选的，第i条架空线路地线中由于相应相线和地线之间的互感耦合形成的电流I_Mi正比于第i条架空线路地线耦合电流k_Mi，即I_Mi＝3k_MiI_0i。

优选的，第i条架空线路地线耦合电流k_Mi的获取方法包括：模拟架空电路等效电路；根据戴维宁等效电路原理，获取等效电路开路电压U_Di与等效电阻Z_Di；根据公式计算得到第i条架空线路地线耦合电流k_Mi。

优选的，第j条架空线路地线中由于地电位升造成的电流I_Vj正比于入地电流I_g，其比例系数k_v通过接地电阻测试时获取的架空地线分流获得。