单相永久接地故障重合闸直流分量初值计算方法技术

本申请提供了一种单相永久接地故障重合闸直流分量初值计算方法、风险评估方法、计算机设备和存储介质。该方法通过分别计算第一断路器闭合、第二断路器断开时流经第一断路器的稳态短路电流和第一断路器闭合、第二断路器闭合时流经第一断路器的稳态短路电流，基于这两个稳态短路电流的差，得到流经第一断路器的直流分量初值。该方法可直接基于目标线路的拓扑图进行故障分析得到。相较于国际标准中的直接以交流分量的有效值作为直流分量初值的方式更为准确，并且无需进行电磁暂态仿真的，大大提高了分析效率、缩短了分析时间。缩短了分析时间。缩短了分析时间。

【技术实现步骤摘要】
单相永久接地故障重合闸直流分量初值计算方法


[0001]本申请涉及电力系统故障分析
，尤其涉及一种单相永久接地故障重合闸直流分量初值计算方法、风险评估方法、计算机设备和存储介质。

技术介绍

[0002]线路上的断路器在重合闸时将产生直流分量。因此，在校验线路断路器遮断能力时应考虑故障后重合闸产生直流分量，且该直流分量是一个随时间推移的衰减量，对直流分量进行分析的关键点之一即为确定直流分量初值，基于直流分量初值可以断路器重合闸对进行风险评估。
[0003]传统技术中可以通过电磁暂态仿真得到开关重合闸产生直流分量的波形曲线，进而得到直流分量初值，而电磁暂态仿真耗时过长，若对全网所有线路的所有开关进行重合闸产生直流分量风险评估，十分低效。

技术实现思路

[0004]本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中难以高效计算直流分量初值的问题。
[0005]第一方面，本申请提供了一种单相永久接地故障重合闸直流分量初值计算方法，应用于目标线路发生单相永久性接地故障时，故障相两端的断路器跳开后，其中一个断路器已合闸且未跳起，另一断路器合闸时产生的直流分量初值，以已合闸的断路器为第一断路器，将要合闸的断路器为第二断路器，方法包括：
[0006]计算第一断路器闭合、第二断路器断开时流经第一断路器的稳态短路电流，并以此为第一短路电流；
[0007]计算第一断路器闭合、第二断路器闭合时流经第一断路器的稳态短路电流，并以此为第二短路电流；
[0008]根据第一短路电流和第二短路电流之间的差，得到流经第一断路器的直流分量初值。
[0009]在其中一个实施例中，计算第一断路器闭合、第二断路器断开时的稳态短路电流，包括：
[0010]在目标线路的拓扑图中，将第一断路器视为导线，第二断路器视为断路，单相永久性接地故障处视为与地连接，得到第一等效拓扑图；
[0011]将第二断路器与第一电源连接的一端作为第一故障节点，第二断路器与第一断路器连接的一端作为第二故障节点，单相永久性接地故障处作为第三故障节点；
[0012]基于第一等效拓扑图，分析以第一故障节点和第二故障节点为第一故障端口、第三故障节点和地端为第二故障端口组成的双端口网络，得到第一短路电流。
[0013]在其中一个实施例中，分析以第一故障节点和第二故障节点为第一故障端口、第三故障节点和地端为第二故障端口组成的双端口网络，包括：
[0014]将第一等效拓扑图进行对称分量分解，得到第一正序网络、第一负序网络和第一零序网络；
[0015]确定第一故障端口和第二故障端口在第一正序网络、第一负序网络和第一零序网络中的电压方程；
[0016]根据第一故障端口和第二故障端口对应的边界条件，对各电压方程求解，得到第一故障端口和第二故障端口的短路电流的正序、负序和零序分量；
[0017]根据第一故障端口和第二故障端口的短路电流的正序、负序和零序分量，得到第一短路电流。
[0018]在其中一个实施例中，第一故障端口和第二故障端口在第一正序网络、第一负序网络和第一零序网络中的电压方程为：
[0019][0020][0021][0022]其中，V
F1
(1)、V
F1
(2)、V
F1
(0)分别为第一故障端口的电压的正序、负序、零序分量；V
F2
(1)、V
F2
(2)、V
F2
(0)分别为第二故障端口的电压的正序、负序、零序分量；V
0F1
、V
0F2
分别为端口第一故障端口和第二故障端口的开路电压；Z
F1F1
(1)、Z
F1F1
(2)、Z
F1F1
(0)分别为第一故障端口的自阻抗的正序、负序、零序分量；Z
F2F2
(1)、Z
F2F2
(2)、Z
F2F2
(0)分别为第二故障端口的自阻抗的正序、负序、零序分量；Z
F1F2
(1)、Z
F1F2
(2)、Z
F1F2
(0)分别为第一故障端口与第二故障端口的互阻抗的正序、负序、零序分量；I
F1
(1)、I
F1
(2)、I
F1
(0)分别为第一故障端口的短路电流的正序、负序、零序分量；I
F2
(1)、I
F2
(2)、I
F2
(0)为第二故障端口的正序、负序、零序分量；
[0023]电压方程中的已知量为：
[0024][0025][0026]Z
F1F1
(1)＝Z
11
(1)+Z
22
(1)
‑
2Z
12
(1)
[0027]Z
F1F2
(1)＝Z
F2F1
(1)＝Z
13
(1)
‑
Z
23
(1)
[0028]Z
F2F2
(1)＝Z
33
(1)
[0029]Z
F1F1
(2)＝Z
11
(2)+Z
22
(2)
‑
2Z
12
(2)
[0030]Z
F1F2
(2)＝Z
F2F1
(2)＝Z
13
(2)
‑
Z
23
(2)
[0031]Z
F2F2
(2)＝Z
33
(2)
[0032]Z
F1F1
(0)＝Z
11
(0)+Z
22
(0)
‑
2Z
12
(0)
[0033]Z
F1F2
(0)＝Z
F2F1
(0)＝Z
13
(0)
‑
Z
23
(0)
[0034]Z
F2F2
(0)＝Z
33
(0)
[0035]其中，Z
11
(1)、Z
22
(1)、Z
33
(1)、分别为第一故障节点、第二故障节点和第三故障节点的自阻抗正序分量；Z
11
(2)、Z
22
(2)、Z
33
(2)、分别为第一故障节点、第二故障节点和第三故障
节点的自阻抗负序分量；Z
11
(0)、Z
22
(0)、Z
33
(0)第一故障节点、第二故障节点和第三故障节点的自阻抗零序分量；Z
12
(1)、Z<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单相永久接地故障重合闸直流分量初值计算方法，其特征在于，应用于目标线路发生单相永久性接地故障时，故障相两端的断路器跳开后，其中一个断路器已合闸且未跳起，另一断路器合闸时产生的直流分量初值，以已合闸的断路器为第一断路器，将要合闸的断路器为第二断路器，所述方法包括：计算所述第一断路器闭合、所述第二断路器断开时流经所述第一断路器的稳态短路电流，并以此为第一短路电流；计算所述第一断路器闭合、所述第二断路器闭合时流经所述第一断路器的稳态短路电流，并以此为第二短路电流；根据所述第二短路电流和所述第一短路电流之间的差，得到流经所述第一断路器的直流分量初值。2.根据权利要求1所述的单相永久接地故障重合闸直流分量初值计算方法，其特征在于，所述计算所述第一断路器闭合、所述第二断路器断开时的稳态短路电流，包括：在所述目标线路的拓扑图中，将所述第一断路器视为导线，所述第二断路器视为断路，所述单相永久性接地故障处视为与地连接，得到第一等效拓扑图；将所述第二断路器与第一电源连接的一端作为第一故障节点，所述第二断路器与所述第一断路器连接的一端作为第二故障节点，所述单相永久性接地故障处作为第三故障节点；基于所述第一等效拓扑图，分析以所述第一故障节点和所述第二故障节点为第一故障端口、所述第三故障节点和地端为第二故障端口组成的双端口网络，得到所述第一短路电流。3.根据权利要求2所述的单相永久接地故障重合闸直流分量初值计算方法，其特征在于，所述分析以所述第一故障节点和所述第二故障节点为第一故障端口、所述第三故障节点和地端为第二故障端口组成的双端口网络，包括：将所述第一等效拓扑图进行对称分量分解，得到第一正序网络、第一负序网络和第一零序网络；确定所述第一故障端口和所述第二故障端口在所述第一正序网络、所述第一负序网络和所述第一零序网络中的电压方程；根据所述第一故障端口和所述第二故障端口对应的边界条件，对各所述电压方程求解，得到所述第一故障端口和所述第二故障端口的短路电流的正序、负序和零序分量；根据所述第一故障端口和所述第二故障端口的短路电流的正序、负序和零序分量，得到所述第一短路电流。4.根据权利要求3所述的单相永久接地故障重合闸直流分量初值计算方法，其特征在于，所述第一故障端口和所述第二故障端口在所述第一正序网络、所述第一负序网络和所述第一零序网络中的电压方程为：述第一零序网络中的电压方程为：
其中，V
F1
(1)、V
F1
(2)、V
F1
(0)分别为所述第一故障端口的电压的正序、负序、零序分量；V
F2
(1)、V
F2
(2)、V
F2
(0)分别为所述第二故障端口的电压的正序、负序、零序分量；V
0F1
、V
0F2
分别为端口第一故障端口和第二故障端口的开路电压；Z
F1F1
(1)、Z
F1F1
(2)、Z
F1F1
(0)分别为所述第一故障端口的自阻抗的正序、负序、零序分量；Z
F2F2
(1)、Z
F2F2
(2)、Z
F2F2
(0)分别为所述第二故障端口的自阻抗的正序、负序、零序分量；Z
F1F2
(1)、Z
F1F2
(2)、Z
F1F2
(0)分别为所述第一故障端口与所述第二故障端口的互阻抗的正序、负序、零序分量；I
F1
(1)、I
F1
(2)、I
F1
(0)分别为所述第一故障端口的短路电流的正序、负序、零序分量；I
F2
(1)、I
F2
(2)、I
F2
(0)为所述第二故障端口的正序、负序、零序分量；所述电压方程中的已知量为：所述电压方程中的已知量为：Z
F1F1
(1)＝Z
11
(1)+Z
22
(1)
‑
2Z
12
(1)Z
F1F2
(1)＝Z
F2F1
(1)＝Z
13
(1)
‑
Z
23
(1)Z
F2F2
(1)＝Z
33
(1)Z
F1F1
(2)＝Z
11
(2)+Z
22
(2)
‑
2Z
12
(2)Z
F1F2
(2)＝Z
F2F1
(2)＝Z
13
(2)
‑
Z
23
(2)Z
F2F2
(2)＝Z
33
(2)Z
F1F1
(0)＝Z
11
(0)+Z
22
(0)
‑
2Z
12
(0)Z
F1F2
(0)＝Z
F2F1
(0)＝Z
13<...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏寅生，涂思嘉，赵利刚，蔡希鹏，周保荣，徐光虎，姚海成，毛振宇，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：