一种短路电流直流分量百分数的计算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种短路电流直流分量百分数的计算方法及系统，其中方法包括：计算短路电流i的交流分量幅值I

【技术实现步骤摘要】
一种短路电流直流分量百分数的计算方法及系统
本专利技术涉及输变电
，更具体地，涉及一种短路电流直流分量百分数的计算方法及系统。
技术介绍
与输电线路的工作电流相比，电网的短路电流很大，当线路或母线发生短路故障时，在短路瞬间，系统中的电感元件磁通不能突变，因此短路电流中就会出现直流分量，直流分量的最大值必然等于短路电流周期分量改变量的绝对值。忽略工作电流，则短路电流i为：式中，等号右边第一项是短路电流的周期分量，即短路电流的交流分量，等号右边第二项就是短路电流的非周期分量，即直流分量。ω为角频率，是电压和电流之间的相位差，而ψ则是短路瞬间电压的初相角。图1为短路关合和开断电流以及直流分量的百分数的确定方法示意图。短路电流的直流分量百分数dc％为断路器触头分离的瞬间(开始燃弧)的直流分量IDC(见图1所示)与此时短路电流交流分量峰值IAC的比值，再乘以100。其中AA′、BB′为电流波的包络线；BX为正常零线；CC’为任一瞬间电流波零线的偏移；DD′为由CC′测量的任一瞬间电流交流分量的有效值；IMC为关合电流；EE′为触头分离的瞬间(开始燃弧)；IAC为在EE′瞬间电流交流分量的峰值；为在EE′瞬间电流交流分量的有效值；为直流分量的百分数；/DC为在EE′瞬间电流的直流分量；可见，计算直流分量百分数之前需要得到短路电流的直流分量IDC和交流分量IAC的值。交流分量IAC可通过计算短路电流的稳态值较为容易的获得，而直流分量IDC的计算方法有多种，不同的方法计算结果可能有显著的差异，从而对直流分量百分数造成较大误差。现有技术一般采用电磁暂态计算得到短路电流，再对短路电流进行分析处理，得到直流分量衰减曲线。处理的方法可通过拟合短路电流上、下包络线，求其平均值即为直流分量曲线；或者采用快速傅立叶变换分析短路电流波形得出直流分量的衰减曲线。获得直流分量衰减曲线后便可求出任意时间的直流分量值IDC，从而可通过式子求出直流分量的百分数。该计算方法需要对短路电流及其直流分量进行拟合，或者需进行傅立叶变换提取直流分量，在此过程中拟合公式的选取、波形的傅立叶变换对结果影响较大，可能会导致拟合曲线不准确，从而计算出来的直流分量百分数与实际误差较大，不利于断路器开断短路电流。因此，需要一种技术，以实现对短路电流直流分量百分数的计算。
技术实现思路
本专利技术技术方案提供一种短路电流直流分量百分数的计算及系统，以解决如何对短路电流直流分量百分数进行计算的问题。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种短路电流直流分量百分数的计算方法，所述方法包括：计算短路电流i的交流分量幅值IAC；根据故障后短路电流i的波形及所述交流分量幅值IAC不变的原则，计算短路电流i的交流分量；将短路电流i减去所述交流分量后获取短路电流i的直流分量；根据所述直流分量确定断路器触头分离的瞬间的直流分量值IDC；基于所述直流分量值IDC和所述交流分量幅值IAC计算短路电流直流分量百分数。优选地，所述根据故障后短路电流i的波形及所述交流分量幅值IAC不变的原则，计算短路电流i的交流分量，包括：根据短路电流i的波形和稳态值，计算得到短路电流i的交流分量幅值IAC和相位根据故障后短路电流i的波形及所述交流分量幅值IAC不变的原则，获取短路电流i的交流分量。优选地，所述将短路电流i减去所述交流分量后获取短路电流i的直流分量，包括：在预定时间内将短路电流i减去交流分量获取短路电流i的直流分量t为断路触头分离的时间，ω为角频率，是电压和电流之间的相位差，ψ是短路瞬间电压的初相角，Im为短路瞬间短路电流的直流分量。优选地，所述根据所述直流分量确定断路器触头分离的瞬间的直流分量值IDC；基于所述直流分量值IDC和所述交流分量幅值IAC计算短路电流直流分量百分数，包括：根据断路触头分离的时间t，获取时间t的直流分量值IDC；计算短路电流直流分量百分数基于本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种短路电流直流分量百分数的计算系统，所述系统包括：第一计算单元，用于计算短路电流i的交流分量幅值IAC；第二计算单元，根据故障后短路电流i的波形及所述交流分量幅值IAC不变的原则，计算短路电流i的交流分量；第三计算单元，将短路电流i减去所述交流分量后获取短路电流i的直流分量；确定单元，根据所述直流分量确定断路器触头分离的瞬间的直流分量值IDC；第四计算单元，基于所述直流分量值IDC和所述交流分量幅值IAC计算短路电流直流分量百分数。优选地，所述第二计算单元用于根据故障后短路电流i的波形及所述交流分量幅值IAC不变的原则，计算短路电流i的交流分量，还用于：根据短路电流i的波形和稳态值，计算得到短路电流i的交流分量幅值IAC和相位根据故障后短路电流i的波形及所述交流分量幅值IAC不变的原则，获取短路电流i的交流分量。优选地，所述第三计算单元用于将短路电流i减去所述交流分量后获取短路电流i的直流分量，还用于：在预定时间内将短路电流i减去交流分量获取短路电流i的直流分量t为断路触头分离的时间，ω为角频率，是电压和电流之间的相位差，ψ是短路瞬间电压的初相角，Im为短路瞬间短路电流的直流分量。优选地，所述确定单元用于根据所述直流分量确定断路器触头分离的瞬间的直流分量值IDC，还用于：根据断路触头分离的时间t，获取时间t的直流分量值IDC；所述第四计算单元用于基于所述直流分量值IDC和所述交流分量幅值IAC计算短路电流直流分量百分数，包括：计算短路电流直流分量百分数本专利技术技术方案提出了一种短路电流直流分量百分数的计算方法及系统，本专利技术技术方案紧扣短路电流及其交直流分量的基本概念，给出了短路电流交流分量和直流分量的计算方法，计算过程简单。本专利技术技术方案不涉及短路电流的波形和直流分量拟合等繁杂的二次处理，从而能避免拟合公式不准确带来的误差，提高了计算的准确性。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1为根据现有技术的短路关合和开断电流以及直流分量的百分数的确定方法示意图；图2为根据本专利技术优选实施方式的一种短路电流直流分量百分数的计算方法流程图；以及图3为根据本专利技术优选实施方式的短路电流波形示意图；图4为根据本专利技术优选实施方式的计算交流分量示意图；图5为根据本专利技术优选实施方式的不同时间的直流分量示意图；以及图6为根据本专利技术优选实施方式的一种短路电流直流分量百分数的计算系统结构图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种短路电流直流分量百分数的计算方法，所述方法包括：/n计算短路电流i的交流分量幅值I

【技术特征摘要】
1.一种短路电流直流分量百分数的计算方法，所述方法包括：
计算短路电流i的交流分量幅值IAC；
根据故障后短路电流i的波形及所述交流分量幅值IAC不变的原则，计算短路电流i的交流分量；
将短路电流i减去所述交流分量后获取短路电流i的直流分量；
根据所述直流分量确定断路器触头分离的瞬间的直流分量值IDC；
基于所述直流分量值IDC和所述交流分量幅值IAC计算短路电流直流分量百分数。


2.根据权利要求1所述的方法，所述根据故障后短路电流i的波形及所述交流分量幅值IAC不变的原则，计算短路电流i的交流分量，包括：
根据短路电流i的波形和稳态值，计算得到短路电流i的交流分量幅值IAC和相位根据故障后短路电流i的波形及所述交流分量幅值IAC不变的原则，获取短路电流i的交流分量。


3.根据权利要求2所述的方法，所述将短路电流i减去所述交流分量后获取短路电流i的直流分量，包括：
在预定时间内将短路电流i减去交流分量获取短路电流i的直流分量t为断路触头分离的时间，ω为角频率，是电压和电流之间的相位差，ψ是短路瞬间电压的初相角，Im为短路瞬间短路电流的直流分量。


4.根据权利要求3所述的方法，所述根据所述直流分量确定断路器触头分离的瞬间的直流分量值IDC；基于所述直流分量值IDC和所述交流分量幅值IAC计算短路电流直流分量百分数，包括：
根据断路触头分离的时间t，获取时间t的直流分量值IDC；
计算短路电流直流分量百分数


5.一种短路电流直流分量百分数的计算系统，所述系统包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：李振强，何慧雯，娄颖，范冕，查志鹏，周姣，万磊，王磊，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11