[发明专利]一种适用于非有效接地配电网的三相配电线路模型

说明书

本发明提供了一种适用于非有效接地配电网的三相配电线路模型，可用于测试验证暂态量故障选线和零残流故障消弧方法的有效性。所提出的改进型三相配电线路模型参数确定方法包括，一是限定三相配电线路模型适用的线路长度范围，能够保证在数千赫兹频率范围内配电线路零序网络模型均处于容性范围内；二是给出修正系数a和b的确定方法，使所提模型满足单相接地故障下配电系统稳态响应特性，具体指能使三相配电线路零序网络阻抗首次由容性变化为感性的边界频率与真实配电线路相等；三是确定虚拟电阻的数值，能使所提单相接地故障下配电线路模型的时间常数与真实配电线路相等。

技术领域

本发明属于非有效接地配电网技术领域，具体涉及一种适用于非有效接地配电网的三相配电线路模型及其参数的确定。

背景技术

为提高非有效接地配电网中的接地选线动作正确率，实现单相接地故障的零残流消弧，有必要对提出的新方法与新产品进行验证分析。目前非有效接地配电网中的保护及消弧新方法的测试验证主要采取两种方法：一是利用电力系统数字仿真软件产生相应的波形数据，通过功率放大仪与测试设备进行接口；另一种方法是建立电力系统的物理模拟仿真模型，可直接将测试设备与所建模型进行连接。

物理模拟是采用物理元件对真实系统的行为进行模拟，尤其适合于新型设备和控制策略的仿真与测试。为构建非有效接地配电网的物理模型，三相配电线路的精确建模是其关键因素。

非有效接地配电网中，零模网络阻抗主要由三相配电线路阻抗决定，而线模网络阻抗则由三相配电线路阻抗、变压器阻抗、负荷阻抗和系统阻抗综合组成。

现有实验中，多忽略非有效接地配电网线模网络阻抗对零序电流的影响，直接将三相配电线路等效为零序网络阻抗，且仅利用单个集中参数电容来建模，过于粗糙。而常用的输电线路集中参数等值“π”模型则主要用于模拟工频50赫兹情况下的稳态特性，无法准确模拟配电网单相接地故障时工频50赫兹至数千赫兹频率范围内电力系统的真实响应特性。

因此，需寻找一种适用于非有效接地配电网故障选线和消弧测试验证的三相配电线路模型及其参数确定方法。

发明内容：

本发明的目的是提供一种适用于非有效接地配电网的三相配电线路模型，可用于构建配电系统物理模型，以测试验证暂态量故障选线和零残流故障消弧方法的有效性，以克服背景技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种适用于非有效接地配电网的三相配电线路模型，包括三相配电线，三条线路的输入端和输出端之间分别设有串联的电感L_A电阻R_A，串联的电感L_B电阻R_B，串联的电感L_C电阻R_C，电感L_A、电感L_B、电感L_C与三相线路的输入端之间分别通过电容C_A1、电容C_A2和电容C_A3连接对地电容C_A的一端，对地电容C_A的另一端通过虚拟电阻R1连接地线，电阻R_A、电阻R_B、电阻R_C与三相线路的输出端之间分别通过电容C_B1、电容C_B2和电容C_B3连接对地电容C_B的一端，对地电容C_B的另一端通过虚拟电阻R2连接地线，虚拟电阻R1和虚拟电阻R2之间的地线线路上设有串联的电感L和电阻R。

较佳地，对地电容C_A的取值为aC_Nl，对地电容C_B的取值为bC_Nl，其中l为配电线路长度，a和b为修成系数，