一种电力系统短路计算方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电力系统短路计算方法，包括以下步骤：S1、输入短路计算需要的各种原始数据；S2、确定短路点编码并判断短路类型，若类型为三相短路则转向S3；若类型为不对称短路则转向S13；S3、形成节点导纳矩阵；S4、进行节点合并形成新的导纳矩阵；S5、去掉对角线为零的行和列；S6、查找短路点；S7、形成因子表矩阵；S8、计算阻抗矩阵；S9、计算短路点的转移阻抗和短路电流。本发明专利技术对短路情况下的三相短路以及不对称短路两种类型分别进行计算，能够适用于不同类型的短路计算，并且通过修改节点导纳矩阵，结合边界条件，通过矩阵变换将未知量移动到方程一边，进而通过简单的矩阵计算求解网络方程，简化了求解步骤，缩短了计算时间。缩短了计算时间。缩短了计算时间。

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统短路计算方法


[0001]本专利技术涉及短路计算的
，尤其涉及一种电力系统短路计算方法。

技术介绍

[0002]继电保护是电力生产中一项经常性工作，并且随着电网规模越来越大，结构也日益复杂，大环、小环相互重叠，长线短线相互连接的情况比较普遍，多样化的电网结构、多变的运行方式、多种类型不同规格的电气设备对继电保护的不同要求、多样化的继电保护配置方案、各种不断发展的保护测量原理和构成、多种类型、不同国家厂商所生产的继电保护装置产品。
[0003]其中，短路故障是电力系统中危害最严重的一种故障，在电力系统设计和运行的许多工作中都须有短路计算的结果作为依据，短路计算是故障分析和继电保护研究的重要基础，传统的短路电流计算一般采用对称分量法，然而对称分量法在应用于配电网的短路电流计算时却遇到了困难，这是由配电网的上述特征导致网络参数不对称，对称分量法解耦失效，为此，我们提出一种电力系统短路计算方法来解决上述提出的问题。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述现有电力系统短路计算方法存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术目的是提供一种电力系统短路计算方法，其对短路情况下的三相短路以及不对称短路两种类型分别进行计算，能够适用于不同类型的短路计算。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种电力系统短路计算方法，包括以下步骤：
[0008]S1、输入短路计算需要的各种原始数据；
[0009]S2、确定短路点编码并判断短路类型，若类型为三相短路则转向S3；若类型为不对称短路则转向S13；
[0010]S3、形成节点导纳矩阵；
[0011]S4、进行节点合并形成新的导纳矩阵；
[0012]S5、去掉对角线为零的行和列；
[0013]S6、查找短路点；
[0014]S7、形成因子表矩阵；
[0015]S8、计算阻抗矩阵；
[0016]S9、计算短路点的转移阻抗和短路电流；
[0017]S10、计算除短路点以外的节点电压；
[0018]S11、计算短路电流向各个节点的分配；
[0019]S12、把电动机提供的短路电流单独记入并转向至S25；
[0020]S13、形成各序网络的节点导纳矩阵；
[0021]S14、进行节点合并形成新的各序网络的导纳矩阵；
[0022]S15、去掉各序网络中对角线为零的行和列；
[0023]S16、查找短路点；
[0024]S17、形成各序网络因子表矩阵；
[0025]S18、计算各序网络的阻抗矩阵；
[0026]S19、计算各序网络短路点的转移阻抗；
[0027]S20、根据各序网的短路点的转移阻抗和短路类型形成复合序网；
[0028]S21、根据复合序网计算三序电流、电压；
[0029]S22、根据三序电流得出短路点的短路电流；
[0030]S23、根据三序电压得出各序电流的分布情况；
[0031]S24、根据变压器的接法得出不对称短路电流分配；
[0032]S25、短路电流显示。
[0033]作为本专利技术所述电力系统短路计算方法的一种优选方案，其中：所述三相短路过程中，在形成节点导纳矩阵时，选择的节点是系统内的各条母线，形成完以后，对原始的节点导纳矩阵进行节点合并，动态的形成新的节点导纳矩阵，在这个过程中把被合并掉的母线的信息记录下来；根据定义好的支路信息，把系统内每一条支路的导纳记入节点导纳矩阵中相应的自导纳或者是互导纳，接下来是把节点导纳矩阵里对角线上为零的行和列从节点导纳矩阵里剔除掉，相当于把系统内孤立的节点去掉；然后根据短路点编码形成因子表矩阵以及阻抗矩阵，求出短路点的阻抗以及短路电流，再求出其他节点到短路点的转移阻抗和其他节点的电压，根据求出的各个节点的电压，就能够计算出系统内各条支路上分配的短路电流，在计算短路点的短路电流及其分配的时候，是不记入负荷的，短路前网络处于空载状态，各个节点电压的正常分量的标幺值都取为1。
[0034]作为本专利技术所述电力系统短路计算方法的一种优选方案，其中：所述不对称短路的计算流程要单独形成各序网络，并且根据短路的类型，形成不同的复合序网；在正序网中，用电流源等值电路来表示发电机，在计及负荷影响时，用恒定阻抗来表示负荷；负序网的结构以及线路、变压器支路的负序参数和正序网相同，负荷的负序阻抗是随其性质及其组成成分的不同而有所差别；零序网中，应用电力系统元件的零序参数形成零序网络。
[0035]作为本专利技术所述电力系统短路计算方法的一种优选方案，其中：所述步骤S2中对称短路模型中短路点的短路电流以及网络中任一节点电压为：
[0036][0037][0038]上述公式中：Z
ff
为故障点的自阻抗，Z
if
为非故障点对故障点的转移阻抗。
[0039]作为本专利技术所述电力系统短路计算方法的一种优选方案，其中：所述步骤S3节点导纳矩阵中导纳包括自导纳和互导纳；
[0040]自导纳用Y
ii
表示，它等于与节点i相接的各支路导纳之和，用下式求解：
[0041][0042]上式中，y
i0
为节点i与零电位节点之间的支路导纳；y
ij
为节点i和节点j之间的支路导纳；
[0043]互导纳用Y
ik
表示，它等于节点k、i之间的支路导纳的负值，用下式求解：
[0044]Y
ik
＝
‑
y
ik (1
‑
4)
[0045]上式中，如果节点i和k没有支路直接相连时，Y
ik
＝0，并且Y
ik
＝Y
ki
。
[0046]作为本专利技术所述电力系统短路计算方法的一种优选方案，其中：所述步骤10至S12中要计算某条母线发生短路以后，短路电流在网络中的分配，用以确定和该支路关联的设备的继电保护装置的定值，以及判断开关是否动作，根据前面算出的节点电压，建立支路电流模型来计算支路电流，能够得到：
[0047][0048]其中：和为支路两端的电压；Z
pq
为支路阻抗。
[0049]作为本专利技术所述电力系统短路计算方法的一种优选方案，其中：所述步骤S2中不对称短路包括单相接地短路、两相短路和两相接地短路，利用对称分量法，把故障网络按照不同的需要分解成为正序网络、负序网络和零序网络，其中正序网络是有源两端网络，负序和零序网络都是无源两端网络，端口的两个节点记为f和k，节点k即是零电位点，故障口的序电流记为以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力系统短路计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、输入短路计算需要的各种原始数据；S2、确定短路点编码并判断短路类型，若类型为三相短路则转向S3；若类型为不对称短路则转向S13；S3、形成节点导纳矩阵；S4、进行节点合并形成新的导纳矩阵；S5、去掉对角线为零的行和列；S6、查找短路点；S7、形成因子表矩阵；S8、计算阻抗矩阵；S9、计算短路点的转移阻抗和短路电流；S10、计算除短路点以外的节点电压；S11、计算短路电流向各个节点的分配；S12、把电动机提供的短路电流单独记入并转向至S25；S13、形成各序网络的节点导纳矩阵；S14、进行节点合并形成新的各序网络的导纳矩阵；S15、去掉各序网络中对角线为零的行和列；S16、查找短路点；S17、形成各序网络因子表矩阵；S18、计算各序网络的阻抗矩阵；S19、计算各序网络短路点的转移阻抗；S20、根据各序网的短路点的转移阻抗和短路类型形成复合序网；S21、根据复合序网计算三序电流、电压；S22、根据三序电流得出短路点的短路电流；S23、根据三序电压得出各序电流的分布情况；S24、根据变压器的接法得出不对称短路电流分配；S25、短路电流显示。2.根据权利要求1所述的电力系统短路计算方法，其特征在于：所述三相短路过程中，在形成节点导纳矩阵时，选择的节点是系统内的各条母线，形成完以后，对原始的节点导纳矩阵进行节点合并，动态的形成新的节点导纳矩阵，在这个过程中把被合并掉的母线的信息记录下来；根据定义好的支路信息，把系统内每一条支路的导纳记入节点导纳矩阵中相应的自导纳或者是互导纳，接下来是把节点导纳矩阵里对角线上为零的行和列从节点导纳矩阵里剔除掉，相当于把系统内孤立的节点去掉；然后根据短路点编码形成因子表矩阵以及阻抗矩阵，求出短路点的阻抗以及短路电流，再求出其他节点到短路点的转移阻抗和其他节点的电压，根据求出的各个节点的电压，就能够计算出系统内各条支路上分配的短路电流，在计算短路点的短路电流及其分配的时候，是不记入负荷的，短路前网络处于空载状态，各个节点电压的正常分量的标幺值都取为1。3.根据权利要求2所述的电力系统短路计算方法，其特征在于：所述不对称短路的计算流程要单独形成各序网络，并且根据短路的类型，形成不同的复合序网；在正序网中，用电
流源等值电路来表示发电机，在计及负荷影响时，用恒定阻抗来表示负荷；负序网的结构以及线路、变压器支路的负序参数和正序网相同，负荷的负序阻抗是随其性质及其组成成分的不同而有所差别；零序网中，应用电力系统元件的零序参数形成零序网络。4.根据权利要求1所述的电力系统短路计算方法，其特征在于：所述步骤S2中对称短路模型中短路点的短路电流以及网络中任一节点电压为：模型中短路点的短路电流以及网络中任一节点电压为：上述公式中：Z
ff
为故障点的自阻抗，Z
if
为非故障点对故障点的转移阻抗。5.根据权利要求4所述的电力系统短路计算方法，其特征在于：所述步骤S3节点导纳矩阵中导纳包括自导纳和互导纳；自导纳用Y
ii
表示，它等于与节点i相接的各支路导纳之和，用下式求解：上式中，y
i0
为节点i与零电位节点之间的支路导纳；y
i
j为节点i和节点j之间的支路导纳；互导纳用Y
ik
表示，它等于节...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧敏，高金峰，
申请(专利权)人：苏州启宸电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：