[发明专利]一种电流半波参数读取计算方法

说明书

本发明公开了一种电流半波参数读取计算方法，本发明通过STL导则规定的短路合闸工况建立三相短路电流的表达式，然后由设定的断路器分闸时间和最短开断时间判断出首开相，建立第二开断相电流和第三开断相电流的微分方程，结合电流、电压的初始条件求解得出第二、第三开断相的电流表达式。由首开相、第二开断相、第三开断相的电流表达式计算出各开断相的最后电流半波参数，峰值、持续时间、电流零点的直流分量和di/dt。本发明方法所获得的中性点有效接地系统T100a开断试验的最后电流半波参数为大容量试验站进行T100a开断试验时预期参数计算和试验结果分析提供了理论依据。

技术领域

本发明属于高压交流断路器大容量短路开断试验领域，具体涉及一种电流半波参数读取计算方法。

背景技术

非对称短路是电力系统中常见的短路故障之一，国家标准《GB1984-2014高压交流断路器》中表15～表19分别给出了直流时间常数值为45ms、60ms、75ms、100ms、120ms时，三相同期合闸，且首开相为最大非对称度的情况下最后电流半波的参数(峰值、持续时间、电流零点的直流分量和di/dt)。

目前，现有的IEC和GB标准和文献中没有关于中性点有效接地系统非对称短路开断试验(T100a)电流表达式及最后电流半波参数计算的相关方法。通常126kV级以上电压等级的系统为中性有效接地系统，首开极系数为1.3或1.2。

高压交流断路器进行中性点有效接地系统中的非对称短路故障开断试验(T100a)时，由于首开相开断以后，零序分量存在通路，因此引入零序分量通路的中性点接地电感建立第二、第三开断相电流的微分方程，结合电流、电压的初始条件求解得出第二、第三开断相的电流表达式，进一步结合高压断路器的最短开断时间可以计算最后电流半波参数。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种电流半波参数读取计算方法，解决了用于中性点有效接地系统的高压交流断路器开断非对称短路开断试验(T100a)时的电流表达式及最后半波参数计算的技术问题。

为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：

步骤一，通过STL导则《STL GUIDE TO THE INTERPRETATION OF IEC 62271–101:EDITION 2.0:2012-10.2014.》确定短路合闸工况，建立三相短路电流的表达式为：

式中，I_m为电流交流分量峰值，ω为角频率，为回路功率因数角，τ为回路时间常数；

步骤二，根据断路器的分闸时刻和最短开断时间，结合步骤一中的三相短路电流的表达式，计算首开相的电流过零时刻t₀和电流零点的直流分量的标幺值p₁；

步骤三，建立首开相开断后，第二开断相开断前，第二开断相电流和第三开断相电流的微分方程，结合电流和电压的初始条件求解得出第二开断相电流和第三开断相电流的表达式，以及第二开断相的过零时刻t_post1和电流零点直流分量的标幺值p₂；

步骤四，建立第二开断相开断后，第三开断相开断前，第三开断相电流的微分方程，结合电流和电压的初始条件求解得出第三开断相的电流表达式，以及第三开断相的过零时刻t_post2和电流零点直流分量的标幺值p₃；

步骤五，由电流零点的直流分量计算得出电流零点di/dt，计算的函数关系为：

式中，k为极系数，“+”表示大半波末开断，“-”表示小半波末开断，ω为角频率，I_m为电流交流分量峰值；