CN102830261A - 一种双相或者单相输电线路中短路电流的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双相或者单相输电线路中短路电流的计算方法：输入节点阻抗矩阵；由于虚拟节点和线路中并没有实际电流通过，故取任意值都不会违反欧姆定律，所以虚拟阻抗取已知节点阻抗的平均值，虚拟线路的相间阻抗为零；计算三相线阻矩阵，线路阻抗是由故障点位置占线路长度百分比除以基础线路阻抗再乘以节点阻抗矩阵得到的；由三个不对称相量与三组对称相量之间的关系求出三序线阻矩阵；由三序线路阻抗矩阵求短路电流。本发明实质是对对称分量法无法计算部分的补充，使得对称分量的计算方法在单相和双相的输电线路中仍然可用，将不存在的节点和线路用遵循欧姆定律的虚拟阻抗来代替，这种计算方法扩大了传统对称分量法的应用范围。

Description

一种双相或者单相输电线路中短路电流的计算方法

技术领域

本发明涉及一种双相或者单相输电线路中短路电流的计算方法。

背景技术

由于各地贫富差距不同，一些偏远地区的输电网络没有条件实现三相输电，尤其是发展中国家的农村地区更是如此。传统的短路电流计算方法—对称分量法无法在单相和双相的输电线路中应用。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种双相或者单相输电线路中短路电流的计算方法，它具有对对称分量法无法计算的部分进行补充，使得对称分量的计算方法在单相和双相的输电线路中仍然可用的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种双相或者单相输电线路中短路电流的计算方法，包括如下步骤：

第一步：输入节点阻抗矩阵；

第二步：由于虚拟节点和线路中并没有实际电流通过，故取任意值都不会违反欧姆定律，所以虚拟阻抗取已知节点阻抗的平均值，虚拟线路的相间阻抗为零；

第三步：计算三相线阻矩阵，线路阻抗是由故障点位置占线路长度百分比除以基础线路阻抗再乘以节点阻抗矩阵得到的：

第四步：由三个不对称相量与三组对称相量之间的关系求出三序线阻矩阵；

第五步：由三序线路阻抗矩阵求短路电流。

本发明的原理为：将单相或双相地线路添加虚拟节点和虚拟线路补全成为完整的三相输电线路。由于虚拟节点之间并没有实际的电压和电流存在，故虚拟阻抗取得任意值都可满足欧姆定律，且由于没有电流产生的互感，故虚拟线路并没有相间阻抗的存在。可以将新的节点矩阵视为一个相间阻抗为零，虚拟相阻抗为任意值的新的阻抗矩阵并由对称分量法来进行短路电流的计算和分析。

本发明的有益效果是，本法的双相或者单相输电线路中短路电流的计算方法，实质是对对称分量法无法计算部分的补充，使得对称分量的计算方法在单相和双相的输电线路中仍然可用，与传统的对称分量法的主要区别在于将不存在的节点和线路用遵循欧姆定律的虚拟阻抗来代替，这种计算方法扩大了传统对称分量法的应用范围。

附图说明

图1是本发明的计算流程图。

图2是本发明的原理图。

图3是计算方法自动选择流程图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本实施例的双相或者单相输电线路中短路电流的计算方法，包括如下步骤：

第一步：输入节点阻抗矩阵；

第二步：由于虚拟节点和线路中并没有实际电流通过，故取任意值都不会违反欧姆定律，所以虚拟阻抗取已知节点阻抗的平均值，虚拟线路的相间阻抗为零；

第三步：计算三相线阻矩阵，线路阻抗是由故障点位置占线路长度百分比除以基础线路阻抗再乘以节点阻抗矩阵得到的：

第四步：由三个不对称相量与三组对称相量之间的关系求出三序线阻矩阵；

第五步：由三序线路阻抗矩阵求短路电流。

虚拟阻抗矩阵创建方法举例：

如图2，在主线k,l之间只有c相实际存在，假设存在虚拟的节点ab和虚拟阻抗

因为虚拟阻抗并不存在，所以线路上并没有加载负荷，流入虚拟线路的电流为零，故线路虚拟阻抗

设为任意值都不会违背欧姆定律。为了方便计算，线路虚拟阻抗

我们设为故线路阻抗矩阵就变为：

$\left[\begin{array}{ccc}{Z}_{\mathrm{kl}}^{\mathrm{dd}}& 0& 0\\ 0& Z_{\mathrm{kl}}^{\mathrm{dd}}& 0\\ 0& 0& Z_{\mathrm{kl}}^{\mathrm{cc}}\end{array}\right]$

获得节点阻抗矩阵后即可计算出短路电流。

计算方法自动选择：

通过对输入的阻抗矩阵进行分析，如果是单相输电，即只有存在一条输电线路，输入的节点阻抗矩阵是一维的，而双相输电则为二维阻抗矩阵。由此我们可以基于输入矩阵维数对输电方式进行推测分析并加以补全，如图3所示。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (1)

1.一种双相或者单相输电线路中短路电流的计算方法，其特征是，包括如下步骤：

第一步：输入节点阻抗矩阵；

第二步：由于虚拟节点和线路中并没有实际电流通过，故取任意值都不会违反欧姆定律，所以虚拟阻抗取已知节点阻抗的平均值，虚拟线路的相间阻抗为零；

第三步：计算三相线阻矩阵，线路阻抗是由故障点位置占线路长度百分比除以基础线路阻抗再乘以节点阻抗矩阵得到的：

第四步：由三个不对称相量与三组对称相量之间的关系求出三序线阻矩阵；

第五步：由三序线路阻抗矩阵求短路电流。

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