專利名稱：一種特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂移的判斷方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特高壓輸電領(lǐng)域，特別是涉及一種特高壓交流系統(tǒng)短路電流零 點漂移的判斷方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)電力系統(tǒng)短^^時，其短^^電流含有交流分量(周期分量)和直流分量(非 周期分量)。斷路器開斷短路電流時，其直流分量很可能造成短路電流過零點 漂移，嚴重時可能導(dǎo)致滅弧時延長和滅弧困難。
在特高壓輸電系統(tǒng)中，短路電流的零點漂移現(xiàn)象更容易出現(xiàn)。因此，在特 高壓交流系統(tǒng)中，研究判斷直流分量引起的短路電流零點漂移現(xiàn)象對斷路器開 斷的影響是十分必要的。
現(xiàn)有技術(shù)中判斷短路電流零點漂移現(xiàn)象的原理為 設(shè)定負載電流為l、. =/sz《；故障電流交流分量為/, =/^: 。假設(shè)^時 刻發(fā)生短路故障，其開關(guān)電流如圖1所示。圖1為典型的零點漂移現(xiàn)象示意圖。 其開關(guān)電流直流分量的大小可以近似用公式(1)表示
//Jr = V^"々cos( _ P,)_ V^/s cos(w/, _《'
(1 )
可知，直流分量的大小與短路故障發(fā)生的時刻^有關(guān)，其關(guān)系如圖2所示， 其最大值為=|/廣4|
短路故障發(fā)生后的電流如公式(2)所示
/(/) = /D(. x e—(""' + yt(f)x V^/, cos(w, - Pf) ( 2 )
其中，峙)為考慮發(fā)電機的影響后的故障電流交流分量衰減系數(shù)；%為直 流分量衰減的時間常數(shù)；L和R分別為從故障點看入的系統(tǒng)電抗和電阻。
由于特高壓輸電系統(tǒng)線路電阻較小、電壓器電抗較大，因此其時間常數(shù)%
較大，致使直流分量衰減較慢。
由公式(2)可以得出可能出現(xiàn)零點漂移想象的條件為由公式(3)可知，出現(xiàn)零點漂移的條件很大程度上取決于直流分量與交 流分量的比值，定義為A:,,其中^:"i (4) 一般來說， 越大，直流分量與交流分量的比值越大，越容易出現(xiàn)零點漂移想象；較大的yt,容易出現(xiàn)在短路電流與負載電流接近、短路電流較小的系統(tǒng) 中?，F(xiàn)有技術(shù)中， 一般以公式(3)為判斷短路電流零點漂移可能性的依據(jù)， 如圖3所示，為現(xiàn)有基于公式(3)的判斷短路電流零點漂移的方法流程圖。 所述方法具體包括以下步驟步驟S301:基于系統(tǒng)潮流及穩(wěn)定數(shù)據(jù)，計算各種可能的運行方式下，流 過所考察斷路器的負荷電流/, = ；步驟S302:基于系統(tǒng)潮流及穩(wěn)定數(shù)據(jù)，計算所考察斷路器在線路發(fā)生短 路故障時，流過斷路器的短路電流^ =步驟S303:根據(jù)公式(4)，計算、，根據(jù)、的大小，結(jié)合公式(3)判斷 是否存在不過零點、即零點漂移的風(fēng)險。但是，現(xiàn)有技術(shù)所述方法未考慮直流分量衰減系數(shù)在不同系統(tǒng)、不同故障 條件下的區(qū)別。由于相同yt,條件下，直流分量衰減時間常數(shù)越小，短路電流過 零點時間越短。同時，現(xiàn)有方法未考慮實際系統(tǒng)中故障線路兩端斷路器動作時序?qū)α泓c漂 移現(xiàn)象的影響。三相交流輸電線路相間存在電壓電流的耦合，例如若A相斷 路器成功開斷，則造成A相短路電流變化的同時，由于耦合作用，也會引起B(yǎng)、 C相電流有所變化，從而對斷路器電流的過零時間產(chǎn)生一定的影響。因此，研究一種全新的特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂移的判斷方法，充 分考慮斷路器滅弧性能、斷路器工作時序等因素，更加全面、準(zhǔn)確的判斷系統(tǒng) 是否存在短路電流零點漂移現(xiàn)象，是本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的技術(shù)問題。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂 移的判斷方法及系統(tǒng)，充分考慮斷路器滅弧性能、斷路器工作時序等因素，更 加全面、準(zhǔn)確的判斷系統(tǒng)是否存在短路電流零點漂移現(xiàn)象。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了 一種特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂移的判斷方法，所述方法包括建立特高壓交流系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真模型；模擬各種故障條件以及線路保護動作、斷路器分閘過程，采用所述電磁暫 態(tài)仿真模型對故障過程進行電磁暫態(tài)仿真，獲得各種故障條件下流過線路斷路器的電流波形；根據(jù)仿真得到的所述電流波形判斷是否會出現(xiàn)短路電流的零點漂移現(xiàn)象。 優(yōu)選地，當(dāng)所述判斷是否會出現(xiàn)短路電流的零點漂移現(xiàn)象的結(jié)果為是時，所述方法進一步包括建立故障線路保護模型及兩端斷路器分閘的仿真模型；根據(jù)所述故障線路保護模型及兩端斷路器分閘的仿真模型，結(jié)合故障類 型，通過仿真判斷零點漂移是否會引起斷路器的開斷困難。優(yōu)選地，所述故障類型為單瞬故障、單永故障、或多相故障。優(yōu)選地，當(dāng)為單瞬故障時，所述通過仿真判斷零點漂移是否會引起斷路器 的開斷困難具體包括在隨機時刻，檢測到沿線隨機位置某一相發(fā)生單相接地故障時，所述故障 線路保護模型動作，分別向兩側(cè)故障相斷路器發(fā)出分閘信號；所述兩側(cè)故障相斷路器接收到所述分閘信號后，在預(yù)設(shè)的第一時間范圍 內(nèi)，判斷是否存在電流過零點，如果是，認為可以成功分閘；如果否，認為零 點漂移會造成斷路器開斷困難。優(yōu)選地，當(dāng)為單永故障時，所述通過仿真判斷零點漂移是否會引起斷路器 的開斷困難具體包括在隨機時刻，檢測到沿線隨機位置某一相發(fā)生單相接地故障時，所述故障 線路保護模型動作，分別向兩側(cè)故障相斷路器發(fā)出分閘信號；所述兩側(cè)故障相斷路器接收到所述分閘信號后，成功開斷，經(jīng)過預(yù)設(shè)的重 合閘間隔時間，兩側(cè)故障相斷路器重合閘；所述故障線路保護模型再次動作，向兩側(cè)故障相斷路器發(fā)送三相分閘命令；所述兩側(cè)故障相斷路器接收到所述三相分閘命令后，在預(yù)設(shè)的第二時間范圍內(nèi)，判斷是否存在電流過零點，如果是，認為可以成功分閘；如果否，認為 零點漂移造成斷路器開斷困難。優(yōu)選地，當(dāng)為多相故障時，所述通過仿真判斷零點漂移是否會引起斷路器 的開斷困難具體包括在隨機時刻，檢測到沿線隨機位置發(fā)生多相故障時，所述故障線路保護模 型動作，分別向兩側(cè)三相斷路器發(fā)送分閘信號；所述兩側(cè)三相斷路器接收到所述分閘信號后，在預(yù)設(shè)的第三時間范圍內(nèi)， 判斷是否存在電流過零點，如果是，認為可以成功分閘；如果否，認為零點漂 移會造成斷路器開斷困難。優(yōu)選地，所述建立特高壓交流系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真模型時，包括以下因素系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)、系統(tǒng)的運行方式；及系統(tǒng)損耗及其計算方法；及故障 位置；及故障類型。本發(fā)明還提供了 一種特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂移的判斷系統(tǒng)，所述 系統(tǒng)包括暫態(tài)仿真模型建立單元，用于建立特高壓交流系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真模型；故障仿真單元，用于模擬各種故障條件以及線路保護動作、斷路器分閘過 程，采用所述電磁暫態(tài)仿真模型對故障過程進行電磁暫態(tài)仿真，獲得各種故障 條件下流過線路斷路器的電流波形；零漂判斷單元，用于根據(jù)仿真得到的所述電流波形判斷是否會出現(xiàn)短路電 流的零點漂移現(xiàn)象。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)進一步包括故障保護模型建立單元，用于當(dāng)所述零漂判斷單元的判斷結(jié)果為是時，建 立故障線路保護模型及兩端斷路器分閘的仿真模型；開斷困難判斷單元，用于根據(jù)所述故障線路保護模型及兩端斷路器分閘的 仿真模型，結(jié)合故障類型，通過仿真判斷零點漂移是否會引起斷路器的開斷困 難。優(yōu)選地，所述故障類型為單瞬故障、單永故障、或多相故障。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明所述特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂移的判斷方法及系統(tǒng)，通過建立特高壓交流系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真模型，各種故障條件進行模擬仿真，獲得各種故障條件下流過線路斷路器的電流波形；根據(jù)仿真得到的所述電流波形判斷是否會出現(xiàn)短路電流的零點漂移現(xiàn)象。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述方法及系統(tǒng)基于電磁暫態(tài)仿真模型對零點漂 移進行判斷，由于在所述電磁暫態(tài)模型中，考慮了斷路器滅弧性能、斷路器工 作時序等因素，因此，本發(fā)明所述方法及系統(tǒng)能夠全面、準(zhǔn)確的判斷系統(tǒng)是否 存在短路電流零點漂移現(xiàn)象。


圖1為典型的零點漂移現(xiàn)象示意圖；圖2為發(fā)生零點漂移現(xiàn)象時直流分量大小與故障時刻的關(guān)系示意圖； 圖3為現(xiàn)有技術(shù)的判斷短路電流零點漂移的方法流程圖； 圖4為本發(fā)明實施例的特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂移的判斷方法流 程圖；圖5a為采用本發(fā)明所述電磁暫態(tài)仿真模型仿真得到的A相斷路器的電流 波形圖；圖5b為釆用本發(fā)明所述電磁暫態(tài)仿真模型仿真得到的B相斷路器的電流 波形圖；圖5c為釆用本發(fā)明所述電磁暫態(tài)仿真模型仿真得到的C相斷路器的電流 波形圖；圖6a為開斷單永故障條件下A相斷路器的電流波形； 圖6b為開斷單永故障條件下B相斷路器的電流波形； 圖6c為開斷單永故障條件下C相斷路器的電流波形； 圖7為本發(fā)明的特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂移的判斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂 移的判斷方法，充分考慮斷路器滅弧性能、斷路器工作時序等因素，更加全面、 準(zhǔn)確的判斷系統(tǒng)是否存在短路電流零點漂移現(xiàn)象。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的"^兌明。8參照圖4,為本發(fā)明實施例所述特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂移的判斷方法流程圖。所述方法主要包括以下步驟步驟S401:建立特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂移現(xiàn)象的電磁暫態(tài)仿真 模型；本發(fā)明所述判斷方法是基于所述電磁暫態(tài)仿真模型的。首先需要建立電磁 暫態(tài)仿真模型，所述模型的建立，需要考慮以下幾種因素(1) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)、系統(tǒng)的運行方式，尤其是系統(tǒng)開機、潮流大小 和方向等；(2) 系統(tǒng)損耗及其計算方法；系統(tǒng)損摔毛對短路電流直流分量時間常數(shù)的影響很大，對其進行準(zhǔn)確計算有 較大難度。如果忽略過多的系統(tǒng)損耗，可能造成計算得到的時間常數(shù)偏差比較 大。因此，在計算時，可以主要考慮下列損耗的影響(a) 變壓器損耗；(b) 故障點弧道電阻；(c) 接地電阻系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，接地電阻對直流分量時間常數(shù)和 電流過零時間有明顯影響；且接地電阻與故障位置、地理條件等因素相關(guān)；此外，系統(tǒng)中還有其他一些損耗，但是很難完全考慮在內(nèi)。(3) 故障位置不同故障位置會引起短路電流的很大不同，需要考慮沿 線各個位置上發(fā)生的故障；(4) 故障類型不同故障類型對短路電流直流分量時間常數(shù)及短;洛電流 的交流分量均有較大的影響，為了全面掌握直流分量時間常數(shù)及零點漂移問 題，需要考慮以下幾種故障類型 一相接地；兩相相間短路；兩相接地短路； 三相短路；三相4妻地短3各。步驟S402:模擬各種故障條件以及線路保護動作、斷路器分閘過程，采 用所述電磁暫態(tài)仿真模型對故障過程進行電磁暫態(tài)仿真，獲得各種故障條件下 流過線路斷路器的電流波形；步驟S403:根據(jù)所述電磁暫態(tài)仿真模型輸出的電流波形判斷是否會出現(xiàn) 短路電流的零點漂移現(xiàn)象。下面以圖例具體說明步驟S402和步驟S403的具體過程故障過程進行電磁暫態(tài)仿真，獲得各種故障條 件下流過線路斷路器的電流波形。以圖5a至圖5c所示圖形為例進行說明。參見圖5a至圖5c,分別為釆用本發(fā)明所述電磁暫態(tài)仿真模型仿真得到的 典型的A、 B、 C三相斷路器的電流波形圖。所述波形圖為某特高壓線路中 部發(fā)生單相接地故障條件下、未考慮斷路器分閘條件下，分別流過線路一側(cè)A、 B、C三相斷路器的電流波形。如圖5c所示所述C相斷路器電流約持續(xù)120ms 不過零，即存在零點漂移現(xiàn)象。因此，根據(jù)圖5c可以判斷得到C相斷路器會 出現(xiàn)電流零點漂移現(xiàn)象。至此，本發(fā)明所述方法能夠判斷特高壓交流系統(tǒng)的短路電流零點漂移現(xiàn) 象。本發(fā)明所述方法基于電磁暫態(tài)仿真模型對零點漂移進行判斷，由于在所述 電磁暫態(tài)模型中，考慮了斷路器滅弧性能、斷路器工作時序等因素，因此，本 發(fā)明所述方法能夠全面、準(zhǔn)確的判斷系統(tǒng)是否存在短路電流零點漂移現(xiàn)象。進一步的，當(dāng)步驟S403中的判斷結(jié)果為是時，即發(fā)生零點漂移現(xiàn)象，本 發(fā)明所述方法還可以對發(fā)生的零點漂移現(xiàn)象是否會引起斷路器的開斷困難進 行判斷。由于零點漂移現(xiàn)象可能造成的不利后果是線路斷路器的開斷失敗。因 此，在判斷系統(tǒng)是否出現(xiàn)零點漂移現(xiàn)象后，可以進一步判斷是否會出現(xiàn)斷路器 的開斷困難。如果步驟S403中的判斷結(jié)果為否，則結(jié)束流程。步驟S404:建立故障線路保護模型及兩端斷路器分閘的仿真模型；在分析零點漂移是否會造成斷路器的開斷困難時，應(yīng)全面考慮線路故障條件下兩端斷路器分閘先后的隨機性，且全面考慮三相斷路器分閘先后時刻的分 散性。當(dāng)流過某相斷路器的短路電流出現(xiàn)零點漂移的條件下，其他相斷路器進 行開斷電流操作過程中，由于相間存在耦合，往往改變了零點漂移相電流，可 能使漂移電流由不過零轉(zhuǎn)為過零，從而使斷路器具備開斷條件。因此，在進行斷路器是否開斷困難的判斷中，需要在步驟S401的基礎(chǔ)上， 增加故障線路保護模型及兩端斷路器分閘的仿真模型。步驟S405:根據(jù)步驟S404中所述模型，結(jié)合故障類型，通過仿真判斷零 點漂移是否會引起斷路器的開斷困難。分析零點漂移現(xiàn)象是否會造成斷路器的開斷困難，應(yīng)考慮到斷路器的分閘 過程中，在一定時間范圍(例如20ms)內(nèi)均具備滅弧能力，即在這個時間范圍內(nèi)電流過零，即可開斷短路電流。此時，在步驟S401和S404所述模型的 基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)故障進行電磁暫態(tài)仿真，判斷零點漂移是否會引起斷路器開斷 困難。
對于不同的故障類型，所述通過仿真判斷零點漂移是否會引起斷if各器的開 斷困難的具體過程是不同的。本發(fā)明實施例中，選擇常見的三種故障類型分別 進行詳細描述
(1) 單瞬故障
步驟S405—la:在隨機時刻，檢測到沿線隨機位置某一相發(fā)生單相接地故 障時，所述故障線路保護模型動作，分別向兩側(cè)故障相斷路器發(fā)出分閘信號；
所述檢測到沿線隨機位置某一相發(fā)生單相接地故障是指檢測所述電磁暫 態(tài)仿真模型仿真得到的電流波形，當(dāng)出現(xiàn)某相電流值超出預(yù)"i殳的正常范圍時，
確定該相發(fā)生單相接地故障。
步驟S405Jb:所述兩側(cè)故障相斷路器接收到所述分閘信號后，在預(yù)設(shè)的 第 一 時間范圍內(nèi)，根據(jù)兩端斷路器分閘仿真模型仿真得到的斷路器電流波形， 判斷是否存在電流過零點，如果是，認為可以成功分閘；如果否，認為零點漂 移會造成斷路器開斷困難。
(2) 單永故障
步驟S405—2a:在隨機時刻，；險測到沿線隨機位置某一相發(fā)生單相接地故 障時，所述故障線路保護模型動作，分別向兩側(cè)故障相斷路器發(fā)出分閘信號；
步驟S405—2b:所述兩側(cè)故障相斷路器接收到所述分閘信號后，成功開斷， 經(jīng)過預(yù)設(shè)的重合閘間隔時間，兩側(cè)故障相斷路器重合閘；
其中，所述預(yù)設(shè)的重合閘時間可以根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境具體設(shè)定。本發(fā)明實 施例中可以取所述重合閘時間為0.7 ~ 1 s。
步驟S405—2c:所述故障線路保護模型再次動作，向兩側(cè)故障相斷路器發(fā) 送三相分閘命令；
步驟S405—2d:所述兩側(cè)故障相斷路器接收到所述三相分閘命令后，在預(yù) 設(shè)的第二時間范圍內(nèi)，根據(jù)兩端斷路器分閘仿真模型仿真得到的斷路器電流波 形，判斷是否存在電流過零點，如果是，認為可以成功分閘；如果否，認為零 點漂移造成斷路器開斷困難。其中，所述預(yù)設(shè)的第二時間范圍的取值與斷路器的性能參數(shù)有關(guān)，其具體 數(shù)值可以根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境具體設(shè)定。本發(fā)明實施例中可以取所述第二時間范
圍為30~50s。
(3)多相故障
步驟S405—3a:在隨機時刻，4全測到沿線隨機位置發(fā)生多相故障時，所述 故障線路保護模型動作，分別向兩側(cè)三相斷路器發(fā)送分閘信號；
其中，所述多相故障包括兩相相間短路、兩相接地短路、三相短路、三 相接地短路等。
步驟S405—3b:所述兩側(cè)三相斷路器接收到所述分閘信號后，在預(yù)設(shè)的第 三時間范圍內(nèi)，根據(jù)兩端斷路器分閘仿真模型仿真得到的斷路器電流波形，判 斷是否存在電流過零點，如果是，認為可以成功分閘；如果否，認為零點漂移 會造成斷路器開斷困難。
其中，所述預(yù)設(shè)的第三時間范圍的取值與斷路器的性能參數(shù)有關(guān)，其具體 數(shù)值可以根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境具體設(shè)定。本發(fā)明實施例中可以取所述第二時間范 圍為30~50s。
下面對于步驟S404至步驟S405所述內(nèi)容以圖例進行具體說明。參照圖 6a至圖6c,分別為開斷單永故障條件下A、 B、 C三相斷路器的電流波形。所 述波形為某特高壓線路中部發(fā)生單相接地故障條件下，C相斷路器電流存在 零點漂移現(xiàn)象。由于電流不過零，可能斷路器難以開斷。此時，考慮三相斷路 器分閘，故障后約50ms,當(dāng)A相和B相分閘后，由于相間耦合作用，C相電 流波形由不過零很快發(fā)展到過零，說明斷路器可以正常開斷。
' 根據(jù)圖6所示示例說明，即使存在零點漂移現(xiàn)象，由于斷路器動作、及相 間耦合的影響，斷路器仍可能正常開斷。采用本發(fā)明所述方法考慮了實際系統(tǒng) 中故障線路兩側(cè)斷路器動作時序?qū)α泓c漂移現(xiàn)象的影響，考慮了斷路器開斷滅 弧特性的影響，能夠準(zhǔn)確判斷短路電流零點漂移現(xiàn)象是否會引起斷路器的開斷 困難。
本發(fā)明所述方法在分析零點漂移是否會造成斷路器開斷困難時，全面考慮 線路故障條件下兩側(cè)斷路器分閘先后時刻的分敎性，全面考慮三相斷路器分閘 先后時刻的分散性。當(dāng)流過某相斷路器的短路電流出現(xiàn)零點漂移條件下，其他
12斷路器開斷電流后，由于相間存在耦合，進而改變了零漂相電流，可能使電流 由不過零變?yōu)檫^零，從而使得斷路器具備開斷條件。
本發(fā)明所述特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂移的判斷方法，通過建立特高 壓交流系統(tǒng)的電石茲暫態(tài)仿真模型，各種故障條件進行模擬仿真，獲得各種故障 條件下流過線路斷路器的電流波形；根據(jù)仿真得到的所述電流波形判斷是否會 出現(xiàn)短路電流的零點漂移現(xiàn)象。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述方法基于電磁暫態(tài)仿真模型對零點漂移進行 判斷，由于在所述電磁暫態(tài)模型中，考慮了斷路器滅弧性能、斷路器工作時序 等因素，因此，本發(fā)明所述方法能夠全面、準(zhǔn)確的判斷系統(tǒng)是否存在短路電流 零點漂移現(xiàn)象。
同時，本發(fā)明所述方法在判斷得到存在零點漂移現(xiàn)象后，還可以進一步對 是否會引起斷路器開斷困難進行判斷。采用本發(fā)明所述方法可以正確認識到零 點漂移現(xiàn)象與斷路器開斷困難之間的聯(lián)系與區(qū)別，即零點漂移現(xiàn)象僅僅是造成 斷路器開斷困難的可能條件，而不是必然條件，同時提出了一種判斷零點漂移 是否會造成斷路器開斷困難的新方法。
對應(yīng)于本發(fā)明提供的特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂移的判斷方法，本發(fā) 明還提供了 一種特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂移的判斷系統(tǒng)。
參照圖7，為本發(fā)明的特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂移的判斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖。所述系統(tǒng)具體包括暫態(tài)仿真模型建立單元701、故障仿真單元702、以 及零漂判斷單元703。
所述暫態(tài)仿真模型建立單元701,用于建立特高壓交流系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿 真模型；
建立電磁暫態(tài)仿真模型時，需要考慮以下幾種因素
(1) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)、系統(tǒng)的運行方式，尤其是系統(tǒng)開機、潮流大小 和方向等；
(2) 系統(tǒng)損耗及其計算方法；計算時，可以主要考慮下列損耗的影響 變壓器損耗；故障點弧道電阻；接地電阻。
(3) 故障位置不同故障位置會引起短路電流的很大不同，需要考慮沿 線各個位置上發(fā)生的故障；(4)故障類型考慮以下幾種故障類型 一相接地；兩相相間短路；兩 相接地短路；三相短3各；三相4妄地短^各。
所述故障仿真單元702,用于模擬各種故障條件以及線路保護動作、斷路 器分閘過程，采用所述電磁暫態(tài)仿真模型對故障過程進行電磁暫態(tài)仿真，獲得 各種故障條件下流過線路斷路器的電流波形；
所述零漂判斷單元703,用于根據(jù)仿真得到的所述電流波形判斷是否會出 現(xiàn)短3各電流的零點漂移現(xiàn)象。
本發(fā)明所述系統(tǒng)能夠判斷特高壓交流系統(tǒng)的短路電流零點漂移現(xiàn)象。本發(fā) 明所述系統(tǒng)基于電磁暫態(tài)仿真模型對零點漂移進行判斷，由于在所述電磁暫態(tài) 模型中，考慮了斷路器滅弧性能、斷路器工作時序等因素，因此，本發(fā)明所述 系統(tǒng)能夠全面、準(zhǔn)確的判斷系統(tǒng)是否存在短路電流零點漂移現(xiàn)象。
進一步的，本發(fā)明所述系統(tǒng)還可以進一步包括開斷困難判斷單元，當(dāng)所述 零漂判斷單元703的判斷結(jié)果為是時，即發(fā)生零點漂移現(xiàn)象，對發(fā)生的零點漂 移現(xiàn)象是否會51起斷路器的開斷困難進行判斷。由于零點漂移現(xiàn)象可能造成的 不利后果是線路斷路器的開斷失敗。因此，在判斷系統(tǒng)是否出現(xiàn)零點漂移現(xiàn)象 后，可以進一步判斷是否會出現(xiàn)斷路器的開斷困難。
仍參見圖7所示，所述系統(tǒng)進一步包括故障保護模型建立單元704和開 斷困難判斷單元705。
所述故障保護模型建立單元704,用于當(dāng)所述零漂判斷單元的判斷結(jié)果為 是時，建立故障線路保護模型及兩端斷路器分閘的仿真模型；
所述開斷困難判斷單元705，用于根據(jù)所述故障線路保護模型及兩端斷路 器分閘的仿真模型，結(jié)合故障類型，通過仿真判斷零點漂移是否會引起斷路器 的開斷困難。
分析零點漂移現(xiàn)象是否會造成斷路器的開斷困難，應(yīng)考慮到斷路器的分閘 過程中，在一定時間范圍(例如20ms)內(nèi)均具備滅弧能力，即在這個時間 范圍內(nèi)電流過零，即可開斷短路電流。此時，本發(fā)明所述系統(tǒng)的模型的基礎(chǔ)上， 對系統(tǒng)故障進行電磁暫態(tài)仿真，判斷零點漂移是否會引起斷路器開斷困難。
對于不同的故障類型，所述開斷困難判斷單元705通過仿真判斷零點漂移 是否會引起斷路器的開斷困難的具體過程是不同的。本發(fā)明實施例中，選擇常見的三種故障類型，分別為單瞬故障、單永故障、或多相故障。其具體判斷過程與方法實施例中描述的過程相同。
本發(fā)明所述特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂移的判斷系統(tǒng)，通過建立特高壓交流系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真模型，各種故障條件進行模擬仿真，獲得各種故障
條件下流過線路斷路器的電流波形；根據(jù)仿真得到的所述電流波形判斷是否會
出現(xiàn)短3各電流的零點漂移現(xiàn)象。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述系統(tǒng)基于電磁暫態(tài)仿真模型對零點漂移進行判斷，由于在所述電磁暫態(tài)模型中，考慮了斷路器滅弧性能、斷路器工作時序等因素，因此，本發(fā)明所述系統(tǒng)能夠全面、準(zhǔn)確的判斷系統(tǒng)是否存在短路電流零點漂移現(xiàn)象。
同時，本發(fā)明所述系統(tǒng)在判斷得到存在零點漂移現(xiàn)象后，還可以進一步對是否會引起斷路器開斷困難進行判斷。采用本發(fā)明所述系統(tǒng)可以正確認識到零點漂移現(xiàn)象與斷路器開斷困難之間的聯(lián)系與區(qū)別，即零點漂移現(xiàn)象僅僅是造成斷路器開斷困難的可能條件，而不是必然條件。
以上對本發(fā)明所提供的 一種特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂移的判斷方法及系統(tǒng)，進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思
想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1、一種特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂移的判斷方法，其特征在于，所述方法包括建立特高壓交流系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真模型；模擬各種故障條件以及線路保護動作、斷路器分閘過程，采用所述電磁暫態(tài)仿真模型對故障過程進行電磁暫態(tài)仿真，獲得各種故障條件下流過線路斷路器的電流波形；根據(jù)仿真得到的所述電流波形判斷是否會出現(xiàn)短路電流的零點漂移現(xiàn)象。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述判斷是否會出現(xiàn)短 路電流的零點漂移現(xiàn)象的結(jié)果為是時，所述方法進一步包括建立故障線路保護模型及兩端斷路器分閘的仿真模型； 根據(jù)所述故障線路保護模型及兩端斷路器分閘的仿真模型，結(jié)合故障類 型，通過仿真判斷零點漂移是否會引起斷路器的開斷困難。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述故障類型為單瞬故障、 單永故障、或多相故障。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，當(dāng)為單瞬故障時，所述通 過仿真判斷零點漂移是否會引起斷路器的開斷困難具體包括在隨機時刻，檢測到沿線隨機位置某一相發(fā)生單相接地故障時，所述故障 線路保護模型動作，分別向兩側(cè)故障相斷路器發(fā)出分閘信號；所述兩側(cè)故障相斷路器接收到所述分閘信號后，在預(yù)設(shè)的第一時間范圍 內(nèi)，判斷是否存在電流過零點，如果是，認為可以成功分閘；如果否，認為零 點漂移會造成斷路器開斷困難。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，當(dāng)為單永故障時，所述通 過仿真判斷零點漂移是否會引起斷路器的開斷困難具體包括在隨機時刻，檢測到沿線隨機位置某一相發(fā)生單相接地故障時，所述故障 線路保護模型動作，分別向兩側(cè)故障相斷路器發(fā)出分閘信號；所述兩側(cè)故障相斷路器接收到所述分閘信號后，成功開斷，經(jīng)過預(yù)設(shè)的重 合閘間隔時間，兩側(cè)故障相斷^各器重合閘；所述故障線路保護模型再次動作，向兩側(cè)故障相斷路器發(fā)送三相分閘命令；所述兩側(cè)故障相斷路器接收到所述三相分閘命令后，在預(yù)設(shè)的第二時間范圍內(nèi)，判斷是否存在電流過零點，如果是，認為可以成功分閘；如果否，認為 零點漂移造成斷路器開斷困難。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，當(dāng)為多相故障時，所述通 過仿真判斷零點漂移是否會引起斷路器的開斷困難具體包括在隨機時刻，檢測到沿線隨機位置發(fā)生多相故障時，所述故障線路保護模 型動作，分別向兩側(cè)三相斷路器發(fā)送分閘信號；所述兩側(cè)三相斷路器接收到所述分閘信號后，在預(yù)設(shè)的第三時間范圍內(nèi)， 判斷是否存在電流過零點，如果是，認為可以成功分閘；如果否，認為零點漂 移會造成斷路器開斷困難。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立特高壓交流系統(tǒng) 的電磁暫態(tài)仿真模型時，包括以下因素系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)、系統(tǒng)的運行方式；及系統(tǒng)損耗及其計算方法；及故障 位置；及故障類型。
8、 一種特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂移的判斷系統(tǒng)，其特征在于，所 述系統(tǒng)包括暫態(tài)仿真模型建立單元，用于建立特高壓交流系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真模型； 故障仿真單元，用于模擬各種故障條件以及線路保護動作、斷路器分閘過程，采用所述電磁暫態(tài)仿真模型對故障過程進行電磁暫態(tài)仿真，獲得各種故障條件下流過線路斷路器的電流波形；零漂判斷單元，用于根據(jù)仿真得到的所述電流波形判斷是否會出現(xiàn)短路電流的零點漂移現(xiàn)象。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進一步包括 故障保護模型建立單元，用于當(dāng)所述零漂判斷單元的判斷結(jié)果為是時，建立故障線路保護模型及兩端斷路器分閘的仿真模型；開斷困難判斷單元，用于根據(jù)所述故障線路保護模型及兩端斷路器分閘的 仿真模型，結(jié)合故障類型，通過仿真判斷零點漂移是否會引起斷路器的開斷困 難。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述故障類型為單瞬故障、 單永故障、或多相故障。
全文摘要
本發(fā)明具體公開了一種特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂移的判斷方法，所述方法包括建立特高壓交流系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真模型；模擬各種故障條件以及線路保護動作、斷路器分閘過程，采用所述電磁暫態(tài)仿真模型對故障過程進行電磁暫態(tài)仿真，獲得各種故障條件下流過線路斷路器的電流波形；根據(jù)仿真得到的所述電流波形判斷是否會出現(xiàn)短路電流的零點漂移現(xiàn)象。本發(fā)明還公開了一種特高壓交流系統(tǒng)短路電流零點漂移的判斷系統(tǒng)。采用本發(fā)明所述方法及系統(tǒng)，充分考慮斷路器滅弧性能、斷路器工作時序等因素，更加全面、準(zhǔn)確的判斷系統(tǒng)是否存在短路電流零點漂移現(xiàn)象。
文檔編號G01R19/00GK101650386SQ20091016827
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月20日
發(fā)明者崗 孫, 宋瑞華, 張媛媛, 林集明, 王曉剛, 王曉彤, 班連庚, 彬 鄭, 彬 韓, 項祖濤 申請人:中國電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)公司