[发明专利]一种短路电流直流分量百分数的计算方法及系统

说明书

本发明公开了一种短路电流直流分量百分数的计算方法及系统，其中方法包括：计算短路电流i的交流分量幅值I_AC；根据故障后短路电流i的波形及所述交流分量幅值I_AC不变的原则，计算短路电流i的交流分量；将短路电流i减去所述交流分量后获取短路电流i的直流分量；根据所述直流分量确定断路器触头分离的瞬间的直流分量值I_DC；基于所述直流分量值I_DC和所述交流分量幅值I_AC计算短路电流直流分量百分数。

技术领域

本发明涉及输变电技术领域，更具体地，涉及一种短路电流直流分量百分数的计算方法及系统。

背景技术

与输电线路的工作电流相比，电网的短路电流很大，当线路或母线发生短路故障时，在短路瞬间，系统中的电感元件磁通不能突变，因此短路电流中就会出现直流分量，直流分量的最大值必然等于短路电流周期分量改变量的绝对值。忽略工作电流，则短路电流i为：

式中，等号右边第一项是短路电流的周期分量，即短路电流的交流分量，等号右边第二项就是短路电流的非周期分量，即直流分量。ω为角频率，是电压和电流之间的相位差，而ψ则是短路瞬间电压的初相角。

图1为短路关合和开断电流以及直流分量的百分数的确定方法示意图。

短路电流的直流分量百分数dc％为断路器触头分离的瞬间(开始燃弧)的直流分量I_DC(见图1所示)与此时短路电流交流分量峰值I_AC的比值，再乘以100。

其中AA′、BB′为电流波的包络线；BX为正常零线；CC’为任一瞬间电流波零线的偏移；

DD′为由CC′测量的任一瞬间电流交流分量的有效值；I_MC为关合电流；

EE′为触头分离的瞬间(开始燃弧)；I_AC为在EE′瞬间电流交流分量的峰值；

为在EE′瞬间电流交流分量的有效值；为直流分量的百分数；

/_DC为在EE′瞬间电流的直流分量；

可见，计算直流分量百分数之前需要得到短路电流的直流分量I_DC和交流分量I_AC的值。交流分量I_AC可通过计算短路电流的稳态值较为容易的获得，而直流分量I_DC的计算方法有多种，不同的方法计算结果可能有显著的差异，从而对直流分量百分数造成较大误差。

现有技术一般采用电磁暂态计算得到短路电流，再对短路电流进行分析处理，得到直流分量衰减曲线。处理的方法可通过拟合短路电流上、下包络线，求其平均值即为直流分量曲线；或者采用快速傅立叶变换分析短路电流波形得出直流分量的衰减曲线。获得直流分量衰减曲线后便可求出任意时间的直流分量值I_DC，从而可通过式子求出直流分量的百分数。

该计算方法需要对短路电流及其直流分量进行拟合，或者需进行傅立叶变换提取直流分量，在此过程中拟合公式的选取、波形的傅立叶变换对结果影响较大，可能会导致拟合曲线不准确，从而计算出来的直流分量百分数与实际误差较大，不利于断路器开断短路电流。

因此，需要一种技术，以实现对短路电流直流分量百分数的计算。

发明内容

本发明技术方案提供一种短路电流直流分量百分数的计算及系统，以解决如何对短路电流直流分量百分数进行计算的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种短路电流直流分量百分数的计算方法，所述方法包括：