本发明专利技术公开了一种低压交流系统电缆温度及短路电流交互影响的迭代计算方法及用途。该方法包括：(1)获得电缆故障前温度；(2)计算第一电缆导体电阻率；(3)计算第一短路电流，并计算故障时电缆绝热反应对应的第一电缆导体温度；(4)根据第一电缆导体温度，重新代入(2)中得出第二电缆导体电阻率，再重新代入(3)中计算出第二短路电流和对应的第二电缆导体温度；以及(5)比较第一短路电流和第二短路电流，二者若相近，获得故障电缆温度和故障短路电流；若不相近，则迭代重复计算(4)直至二者相近。本发明专利技术更准确的计算低压交流电源系统短路故障电流,对保护灵敏度校验更有效,解决电缆导体电阻受温度影响的短路电流计算难题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及输配电领域，更具体地涉及一种低压交流系统电缆温度及短路电流交互影响的迭代计算方法及用途。
技术介绍
1、低压交流系统配置的继电保护，均需进行灵敏度校验，回路电缆末端的故障短路电流大小，直接影响到灵敏度是否满足要求。若计算短路电流值偏大，而实际上灵敏度并不满足，可能会导致保护用断路器无法断开，故障无法切除，发展到事故扩大，影响厂用电系统的安全运行。
2、一般情况下单相接地故障较常发生，当未采用专用的接地保护时，由速断保护实现保护功能，因此以回路电缆末端单相接地短路电流校验速断保护的灵敏度。单相短路电流计算方法如下：
3、(1)短路电流id1计算公式
4、
5、uφ为低压交流系统相电压230v；z1为正序阻抗；z2为负序阻抗；z0为零序阻抗；i0为短路电流中的零序电流分量。
6、变压器高压侧系统：正序电抗：zs1＝jxs1；负序电抗：zs2＝jxs1
7、变压器:正序阻抗：zt1＝rt+jxt1；负序阻抗：zt2＝rt+jxt1；零序阻抗：zt0＝rt+jxt0；
8、低压电缆:正序阻抗：zl1＝rl1+jxl1；负序阻抗：zl2＝rl1+jxl1；
9、零序阻抗：zl0＝r l1+jxl0+3(r ln0+jxln0)；(四芯电缆)
10、zl0＝r l1+jxl0；(三芯电缆)
11、接地系统电阻：3r地
12、则：
13、z1＝jxs1+rt+jxt1+rl1+jxl1</p>14、z2＝jxs1+rt+jxt1+rl1+jxl1
15、z0＝rt+jxt0+r l1+jxl0+3(r ln0+jxln0)//3r地(四芯电缆)
16、rt+jxt0+r l1+jxl0+3r地(三芯电缆)
17、那么四芯电缆末端单相接地故障时，故障电流计算如下：
18、
19、三芯电缆末端单相接地故障时，故障电流计算如下：
20、
21、(2)阻抗参数的确定
22、低压交流系统短路阻抗归算到230v低压侧有名值计算。
23、a系统阻抗(单位ω)
24、i短路为变压器高压侧短路电流(a)；uh为变压器高压侧线电压(v)
25、b变压器电阻(单位ω)
26、pd为变压器三相损耗(w)；st为变压器容量(va)
27、c变压器电抗(单位ω)
28、xtd为变压器短路阻抗压降
29、当变压器采用δ/y接线组别时，xt0≈xt1，当变压器采用y/y接线组别时，xt0远大于xt1。
30、d电缆阻抗
31、电缆相线和零线的正序和零序电抗:根据不同导体材料和截面，从电缆相关资料中获得单位长度的相线电抗参数x1和x0(单位ω/m)和零线电抗参数xn0(单位ω/m)，xl1＝x1×l(单位ω),xl0＝x0×l(单位ω),xln0＝xn0×l(单位ω)。l为电缆长度(单位m)。
32、电缆相线和零线的正序和零序电阻:20℃时铜芯交流动力电缆的电阻率ρ为0.0173ωmm2/m，然后可根据电缆截面和长度计算获得20℃时rl1＝0.0173×l/sl和rln0＝0.0173×l/sln。sl和sln分别为电缆相线和零线的导体截面(单位mm2)。关于故障时电缆温度对于电缆电阻的影响，将在后续中计算获得。
33、e接地系统电阻r地，当沿电缆通道敷设有接地网干线185mm2裸铜缆时，接地故障电流通过该接地干线流回电源中性点，则r地可按此铜缆计算，约0.0001ω/m，长度同回路电缆长度。当无此接地干线时，接地故障电流通过主接地网流回电源中性点，则r地可按照主接地网电阻计算，一般为0.5ω。
34、(3)简化公式
35、常采用简化公式，取变压器高压侧为无穷大系统，xs1忽略不计；取电缆xl0＝xl1；当采用δ/y接线变压器时,取xt0＝xt1，变压器损耗很小，对应电阻远小于电抗参数而忽略不计，取xt1＝xtd；但是低压电缆的电阻不可忽略，且截面越细，电阻越大于电抗，直接影响短路电流计算结果。
36、简化之后,四芯电缆末端单相接地故障时，故障电流计算如下：
37、
38、三芯电缆末端单相接地故障时，故障电流计算如下：
39、
40、根据以上计算公式和阻抗参数，可计算获得单相短路电流(a),用于保护灵敏度校验。
41、低压系统短路电流计算中，电缆的电阻不可被忽略，是影响短路电流计算的主要参数，而电阻值受温度影响很大，在环境温度，正常负荷运行时温度，以及故障期间大电流影响下会升高，随温度升高而变大的电阻值直接导致短路电流变小,即电缆导体温度和短路电流在故障期间交互影响。未计及温度影响的短路电流,会导致短路电流计算值偏大,误判断继电保护灵敏度满足而造成保护拒动。回路负荷越低，电缆导体截面越细，电阻的影响越大，另外当采用四芯电缆，单相接地故障时，故障电流通过第四芯回流到变压器中性点，第四芯电缆电阻也受温度影响。
42、因此，本领域尚缺乏一种能够考虑温度对电缆的电阻影响，获得准确短路电流的计算方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种低压交流系统电缆温度及短路电流交互影响的迭代计算方法及用途。本专利技术提供的电缆温度与故障短路电流交互影响的迭代算法，更准确的计算低压交流电源系统短路故障电流,对保护灵敏度校验更有效,解决电缆导体电阻受温度影响的短路电流计算难题。
2、在本专利技术的第一方面，提供了一种低压交流系统电缆温度及短路电流交互影响的迭代计算方法，该方法包括：
3、(1)获得短路故障发生前的电缆故障前温度；
4、(2)根据所述电缆故障前温度计算第一电缆导体电阻率；
5、(3)根据所述第一电缆导体电阻率计算第一短路电流，并计算故障时电缆绝热反应对应的第一电缆导体温度；
6、(4)根据故障时所述第一电缆导体温度，重新代入(2)中得出第二电缆导体电阻率，再重新代入(3)中计算出第二短路电流和对应的第二电缆导体温度；以及
7、(5)比较所述第一短路电流和所述第二短路电流，若所述第一短路电流和所述第二短路电流之间的差异在预定阈值以内，则所述第二短路电流和所述第二电缆导体温度为所述低压交流系统的故障电缆温度和故障短路电流；若所述第一短路电流和所述第二短路电流之间的差异大于所述预定阈值，则迭代重复计算(4),直至所述差异在所述预定阈值以内，获得所述低压交流系统的所述故障电缆温度和所述故障短路电流。
8、在另一优选例中，所述电缆故障前温度根据电缆和负荷参数计算获得。
9、在另一优选例中，所述电缆故障前温度θp(℃)计算如下：
10、
11、其中，θ0为电缆所处的环境温度(本文档来自技高网
...
【技术保护点】
1.一种低压交流系统电缆温度及短路电流交互影响的迭代计算方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电缆故障前温度根据电缆和负荷参数计算获得。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电缆故障前温度θP(℃)计算如下：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电缆导体电阻率ρ(Ω/m)与温度θ(℃)之间关系的方程式为：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，电缆导体发热温度系数C计算如下：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，故障时所述电缆导体温度θm(℃)计算如下：
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述差异包括所述第一短路电流和所述第二短路电流之差，或所述第一短路电流和所述第二短路电流之比。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述灵敏度SSEN计算如下：
10.一种如权利要求1-9中任一项所述方法的用途，其特征在于，所述方法用于确定继电保护整定值的灵敏度。
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【技术特征摘要】
1.一种低压交流系统电缆温度及短路电流交互影响的迭代计算方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电缆故障前温度根据电缆和负荷参数计算获得。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电缆故障前温度θp(℃)计算如下：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电缆导体电阻率ρ(ω/m)与温度θ(℃)之间关系的方程式为：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，电缆导体发热温度系数c计算如下：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：李华，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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