[发明专利]一种用于高压交流断路器遮断容量校核的方法

说明书

本发明提供一种用于高压交流断路器遮断容量校核的方法，属于高压交流断路器短路故障电流开断技术领域。所述方法包括：获取电网网架的运行方式及开机条件以形成边界条件；形成电网网架的正序节点、负序节点以及零序节点导纳矩阵网络；扫描计算正序阻抗、负序阻抗以及零序阻抗；计算对称短路电流的初始值以及直流时间常数；在判断直流时间常数小于或等于额定时间常数的情况下，将断路器的额定短路开断电流作为断路器的短路电流开断能力；否则基于电流最后半波能量等效原则，根据公式(1)计算遮断系数；将额定短路开断电流与遮断系数的乘积作为短路电流开断能力；在判断开断能力小于或等于初始值的情况下，对节点执行短路电流限制操作。

技术领域

本发明涉及高压交流断路器短路故障电流开断技术领域，具体地涉及一种用于高压交流断路器遮断容量校核的方法。

背景技术

随着电力负荷增长，装机容量增加，电网网架加强，短路电流超标已经成为影响电网规划设计和安全运行的关键因素之一。此外，电力系统中采用大容量机组、高阻抗变压器、串抗等限流措施，导致一次设备电抗与电阻比值增大，短路电流直流分量衰减时间常数逐渐增大，并超过断路器额定时间常数，使其遮断能力将受到较大影响。

IEEE C37系列标准对断路器遮断容量的校核是基于触头分量时刻短路电流的有效值和直流分量百分数进行的。国家标准DL/T5222-2015也是基于触头分量时刻短路电流的有效值和直流分量百分数进行断路器设备选择。实践表明，直流分量等效原则虽然可靠，但经济性比较低，遮断系数值过低。应用触头分离时刻的全电流等效原则校核断路器遮断容量，同样缺乏IEEEC37系列标准的有力支撑，没有经过严格论证。

发明内容

本发明实施方式的目的是提供一种用于高压交流断路器遮断容量校核的方法，该方法能够在电网的直流时间常数大于断路器的额定直流时间常数情况下对断路器实际短路开断能力的评估，解决了直流分量等效原则和全电流等效原则的不足，保障了电网的稳定运行。

为了实现上述目的，本发明实施方式提供一种用于高压交流断路器遮断容量校核的方法，所述方法包括：

获取电网网架的运行方式及开机条件以形成边界条件；

根据所述边界条件形成所述电网网架的正序节点、负序节点以及零序节点导纳矩阵网络；

采用等效电压源法扫描计算待校核的节点的正序阻抗、负序阻抗以及零序阻抗；

根据所述正序阻抗、负序阻抗以及零序阻抗计算对应的所述节点的三相对称短路电流和/或单相对称短路电流的初始值以及直流时间常数；

判断所述直流时间常数是否小于或等于所述断路器的额定时间常数；

在判断所述直流时间常数小于或等于所述额定时间常数的情况下，将所述断路器的额定短路开断电流作为所述断路器的短路电流开断能力；

在判断所述直流时间常数大于所述额定时间常数的情况下，基于电流最后半波能量等效原则，根据公式(1)计算所述断路器的遮断系数，

其中，K为所述遮断系数，t_1,N、t_2,N分别为基于所述断路器的额定直流时间常数下非对称短路电流最后的起始时刻、结束时刻，t₁、t₂为实际的直流时间常数下非对称短路电流最后的起始时刻、结束时刻，T_N为所述额定时间常数；

将所述额定短路开断电流与所述遮断系数的乘积作为所述短路电流开断能力；

判断所述短路电流开断能力是否大于所述初始值；

在判断所述开断能力小于或等于所述初始值的情况下，确定所述断路器的遮断容量不能够开断所述节点的短路电流，对所述断路器对应的节点执行短路电流限制操作。