[发明专利]一种110kV全电缆出线变电站接地短路故障入地电流分流方法

说明书

本发明公开了一种110kV全电缆出线变电站接地短路故障入地电流分流方法，本发明分流系数表征了接地网或架空地线对故障电流的分流能力，可以用于分析短路电流的分布情况，模拟计算可以用于分析变电站内发生短路故障时的地线分流系数，应用该方法分析影响地线分流系数的主要因素和影响规律，当变电站接地电阻较大或出线数量较少时，地线分流系数较大，110kV全电缆出线的变电站发生接地短路时，电缆接地的金属外皮能够分流，确定其分流原理、模型及分流系数的取值范围，对于城市变电站接地网设计将大有帮助，可以在保证安全的情况下，降低接地短路时入地电流的计算值，从而提高变电站接地网接地电阻的允许值，减少降阻措施及费用。

技术领域

本发明涉及电路技术领域，具体为一种110kV全电缆出线变电站接地短路故障入地电流分流方法。

背景技术

对于出线设置避雷线的110kV架空输电线路，变电站内外发生接地短路时，避雷线具有分流作用，导致入地电流变小，分流系数的模型、计算公式和经验取值在电气一次设计手册及相应的标准规范中均有描述；而对于全电缆出线的变电站，电缆屏蔽层也进行了接地，其具不具有分流效果，如果能分流，分流系数如何取值成了困扰设计人员的一大难题，在城市110kV变电站的接地网设计中，由于进出线均为电缆，在不考虑电缆金属外皮分流作用时，接地短路时入地电流较大，导致接地网的接地电阻允许值较小，但城市变电站占地面积小，接地网范围小，因此接地电阻大，要达到规范要求的允许值，只能采用较多离子接地极、接地模块、接地深井等，不仅投入资金巨大，很多时候降阻也不太理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种110kV全电缆出线变电站接地短路故障入地电流分流方法，模拟计算可以用于分析变电站内发生短路故障时的地线分流系数，应用该方法分析了影响地线分流系数的主要因素和影响规律，当变电站接地电阻较大或出线数量较少时，地线分流系数较大，通过降低接地短路时入地电流的计算值，从而提高变电站接地网接地电阻的允许值，减少降阻措施及费用。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种110kV全电缆出线变电站接地短路故障入地电流分流方法，操作步骤如下：

S1:根据系统各个元件的电气模型及其之间的连接关系，求取各元件的阻抗矩阵，利用回路电流法，列写各个回路基于相分量的电流方程，根据已形成电压向量和阻抗矩阵，反解得到各个回路上的电流，得到分流系数；

S2:根据分流系数建立各元件基于相分量的阻抗矩阵，电源、线路的建模较为简单；而变压器的建模相对复杂，且不存在阻抗模型，建立基于相分量的变压器导纳矩阵；

S3:在此S的基础上考虑变压器外部的连接关系，建立基于相分量的变压器矩阵，再考虑各元件的组合关系，即可建立整个系统的阻抗矩阵在变电站短路电流分布测量；

S4:建立变电站电缆出线故障仿真模型，根据变电站电缆出线及配网模型建立变电站电缆出线故障仿真模型，变电站电缆出线故障仿真模型包括变压器，在变压器的出线侧连接有三条出线线路，每条出线线路中均包含电缆线路和架空线路，电缆线路一端与变压器相连，另一端与架空线路一端相连，架空线路的另一端悬空，在每条出线线路中均设置有仿真线路故障；

S5:通过测量获得了地线分流系数，测量出短路故障中短路电流，地线分流系数，对变电站内单相短路接地故障下的分流系数的主要影响因素及其影响规律进行了仿真分析，在分析过，通过可调配分流装置对线路进行改造。

作为本发明进一步的方案：所述S4中，出线线路采用三芯结构，电缆线路的金属屏蔽层双端直接接地的方式，并且架空线路的末端悬空。

作为本发明进一步的方案：所述S4中，所述线路故障包括电缆主绝缘故障、电缆线路与架空线路连接处金属性接地故障和架空线路金属性接地故障。