CN110514934B - 一种低压配电盘供电可靠性分析方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低压配电盘供电可靠性分析方法，包括：根据低压配电盘金属性接地故障计算模型，计算配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1和馈线回路金属性单相接地故障电流I_f2；利用根据熔断器和接触器特性提取的特征参数，在多个保护装置的电流时间动作特性曲线上划分馈线回路接地故障电流区间，确定各故障电流区间存在的问题风险；根据所述配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1和所述馈线回路金属性单相接地故障电流I_f2和所述特征参数，获取馈线零序和配电盘零序的保护配置方案。通过本发明，可以完全解决配电盘越级跳闸问题，将接触器触点熔焊风险降至最低，大大提高配电盘供电可靠性。

Description

一种低压配电盘供电可靠性分析方法及系统

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种非金属性接地故障下的低压配电盘供电可靠性分析方法及系统。

背景技术

目前，在我国大多数压水堆中核电厂，核安全相关(1E级)配电盘馈线回路采用“熔断器+接触器”配置的CF回路，火电厂及其它工业系统也存在此类配置。

但是，受电机启动电流、电缆选型、电缆长度、空间布局、抽屉模数等因素的影响，熔断器、接触器的选型往往无法做到紧密配合。现有的国家标准、行业规范中均依据金属性短路电流进行保护配置的整定和校验。然而工程实践表明，短路故障大多数情况下是一个由非金属性接地向金属性接地、两相短路、三相短路的发展的过程。故障早期电流大小、发展过程存在不确定性。图1所示的低压配电盘典型配置回路，非金属性接地故障下往往存在如下2类问题:1)熔断器无法与上级配电盘零序保护形成可靠的级差配合，存在越级跳闸风险；2)熔断器与接触器无法形成紧密配合，非金属性接地故障下熔断器不能快速熔断器，接触器开断额定分断能力之外的故障电流，触点熔焊粘连、或存在熔焊粘连风险。此类问题的存在大大降低了配电盘供电可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有标准规范均建立在金属性短路基础上，进行保护配置的整定校验，实际工程应用中往往发生触点熔焊甚至配电盘整段越级跳闸问题的上述缺陷，提供一种非金属性接地故障下的低压配电盘供电可靠性分析方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种低压配电盘供电可靠性分析方法，包括如下步骤：

步骤S1、根据低压配电盘金属性接地故障计算模型，计算配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1和馈线回路金属性单相接地故障电流I_f2；

步骤S2、利用根据熔断器和接触器特性提取的特征参数，在多个保护装置的电流时间动作特性曲线上划分馈线回路接地故障电流区间，确定各故障电流区间存在的问题风险；

步骤S3、根据所述配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1和所述馈线回路金属性单相接地故障电流I_f2和所述特征参数，获取馈线零序和配电盘零序的保护配置方案。

在本发明提供的低压配电盘供电可靠性分析方法中，在步骤S1中，所述配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1和所述馈线回路金属性单相接地故障电流I_f2分别通过以下公式计算：

其中，U_n2为配电变压器低压侧额定电压，R_T、X_T为配电变压器归算至低压侧的阻抗参数，R_L、X_L为配电盘馈线回路电缆阻抗参数，R_e为接地网干线裸铜缆电阻(若无接地干线则为专设PE保护线电阻)。

在本发明提供的低压配电盘供电可靠性分析方法中，所述特征参数包括接触器额定分断电流I_cn、接触器极限分断电流I_cw、熔断曲线与配电盘零序曲线的交接点对应电流值I_jd、馈线零序曲线与熔断曲线交接点对应电流值I_q、馈线定时限零序动作电流I_g。

在本发明提供的低压配电盘供电可靠性分析方法中，所述步骤S3包括：

步骤S31、确定馈线零序保护延时时间t_g的整定范围，t_f.Icw≤t_g≤t_f.Icn，其中，t_f.Icn、t_f.Icw为在所述熔断曲线上提取I_cn、I_cw对应的熔断时间；

步骤S32、确定配电盘零序反时限启动电流I_0>，I_0>取变压器低压侧额定电流的0.25～0.5倍；

步骤S33、确定配电盘零序保护定时限动作时间t_0>>，t_0>>＝t_g+Δt，其中，Δt为时间级差；

步骤S34、确定配电盘零序保护定时限动电流I_0>>，I_0>>＝I_q；

步骤S35、确定反时限时间系数K。

在本发明提供的低压配电盘供电可靠性分析方法中，所述步骤S35包括：

步骤S351、在所述熔断曲线上确定所述I_f1对应的熔断时间t_f.If1；

步骤S352、在所述熔断曲线上确定所述I_f2对应的熔断时间t_f.If2；

步骤S353、在所述熔断曲线上确定接触器额定分断电流I_cn对应的熔断时间t_f.Icn；

步骤S354、利用反时限时间系数K的不等式组确定K的最小值，K系数取值为：

其中，max{}表示取{}内数集的最大值，α、β为反时限特性参数。另一方面，本发明还提供一种低压配电盘供电可靠性分析系统，包括：

故障电流计算单元，用于根据低压配电盘金属性接地故障计算模型，计算配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1和馈线回路金属性单相接地故障电流I_f2；

划分单元，用于利用根据熔断器和接触器特性提取的特征参数，在多个保护装置的电流时间动作特性曲线上划分馈线回路接地故障电流区间，确定各故障电流区间存在的问题风险；

配置方案确定单元，用于根据所述配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1和所述馈线回路金属性单相接地故障电流I_f2和所述特征参数，获取馈线零序和配电盘零序的保护配置方案。

在本发明提供的低压配电盘供电可靠性分析系统中，所述配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1和所述馈线回路金属性单相接地故障电流I_f2分别通过以下公式计算：

其中，U_n2为配电变压器低压侧额定电压，R_T、X_T为配电变压器归算至低压侧的阻抗参数，R_L、X_L为配电盘馈线回路电缆阻抗参数，R_e为接地网干线裸铜缆电阻(若无接地干线则为专设PE保护线电阻)。

在本发明提供的低压配电盘供电可靠性分析系统中，所述特征参数包括接触器额定分断电流I_cn、接触器极限分断电流I_cw、熔断曲线与配电盘零序曲线的交接点对应电流值I_jd、馈线零序曲线与熔断曲线交接点对应电流值I_q、馈线定时限零序动作电流I_g。

本发明的用于非金属性接地故障下的低压配电盘供电可靠性分析方法及系统，具有以下有益效果：本发明首先根据低压配电盘金属性单相接地短路计算模型，计算馈线回路首端、末端接地故障电流；然后根据各级保护配合曲线和提取的特征参数对电流区间进行划分，分析各电流区间存在的问题风险，可方便应用到已投入工程应用的配电系统；最后，结合金属性单相接地故障电流计算结果和特征参数区间内风险问题的特点，可以完全解决配电盘越级跳闸问题，将接触器触点熔焊风险降至最低，大大提高配电盘供电可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1是本发明一实施例提供的低压配电盘供电可靠性分析方法的流程图；

图2所示为本发明的CF馈线回路出线端、末端单相接地故障电流示意图；

图3所示为某配电盘接地保护各级保护特性曲线；

图4所示为某配电盘接地保护各级保护特性曲线；

图5所示为某配电盘接地保护各级保护特性曲线；

图6所示为本发明给出的馈线零序保护延时时间t_g调整示意图；

图7所示为本发明给出的配电盘零序保护定时限段整定示意图；

图8所示为本发明给出的配电盘零序保护反时限K系数整定示意图；

图9所示为本发明一具体实施例的保护配置方案确定曲线图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例一

图1是本发明一实施例提供的低压配电盘供电可靠性分析方法的流程图，如图1所示，本发明提供的低压配电盘供电可靠性分析方法，包括如下步骤：

步骤S1、根据低压配电盘金属性接地故障计算模型，计算配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1和馈线回路金属性单相接地故障电流I_f2；

具体地，在本发明一实施例中，结合压水堆厂用电系统结构，构进低压配电盘金属新单相接地故障电流计算模型，如图2所示。在图2模型的基础上，将高压侧系统阻抗R_s、X_s规算至低压侧，并进一步求解变压器归算至低压侧阻抗参数R_T、X_T，求解过程如下：

R_s’＝R_s·(U_n2/U_n1)²； (1-1)

X_s’＝X_s·(U_n2/U_n1)²； (1-2)

式(1-3)、式(1-4)中计算结果单位为mΩ；U_n2为配电变压器低压侧额定电压；U_n1为配电变压器高压侧额定电压；P_k代表配电变压器负载损耗，单位取kW；U_n2单位取kV；S_N代表配电变压器额定容量，单位取MVA；u_k/100代表配电变压器短路阻抗百分比。

图2中，R_L、X_L为配电盘馈线回路电缆阻抗参数，参照电缆截面积及电缆厂家手册可得到单位长度电缆阻抗r、x(单位取mΩ/m)。则根据馈线回路的电缆长度L(单位m)即可得出电缆阻抗：

R_L＝r·L (1-5)

X_L＝x·L (1-6)

图2中R_e为接地网干线185mm2裸铜缆电阻，接地故障电流基本通过接地干线流回电源中性点，干线长度近似取配电盘至馈线负荷的电缆长度L(单位m)。185mm2裸铜缆单位电阻r_e约0.1mΩ/m，即：

R_e＝r_e·L (1-7)

进一步计算得到配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1为：

其中，R_s’、X_s’为高压侧归算至低压侧系统阻抗。

实际计算中，通常R_S’<<R_T，X_S’<<X_T，式(1-8)可以进一步简化为：

可进一步得到I_f2计算公式：

步骤S2、利用根据熔断器和接触器特性提取的特征参数，在多个保护装置的电流时间动作特性曲线上划分馈线回路接地故障电流区间，确定各故障电流区间存在的问题风险；

具体地，在本发明一实施例中，首先，绘制各级保护装置(配电盘零序、熔断器、馈线零序)的电流时间动作特性曲线，如图3-5所示。其中，线回路零序保护通常为定时限过流保护，设动作电流为I_g、动作延时为t_g，特性曲线为一条与电流轴平行的直线，详见图3-5；参考国家标准和熔断器厂家数据，采用描点法绘制熔断器熔断曲线；提取出若干组电流、熔断时间数据，绘制熔曲线，考虑到熔断器的离散性，熔断时间取各电流值对应的最长熔断时间，按照已有的准计算公式绘制配电盘零序保护(反时限+定时限)，反时限段具体绘制公式如下：

其中t[I]表示电流I对应的反时限动作时间，I_0>为反时限启动电流，K为时间系数，α、β取值见下表1。为便于表述，特征参数α、β用下标0、1、2、3分别表示四种反时限特性，详见表1。

表1反时限α、β取值对照表

其次，根据熔断器、接触器的具体型号规格，提取特征参数，划分馈线回路接地故障电流区间，分析各故障电流区间存在的问题及风险。

具体地，在本发明一实施例中，特征参数包括接触器额定分断电流I_cn、接触器极限分断电流I_cw、熔断曲线与配电盘零序曲线的交接点对应电流值I_jd、馈线零序曲线与熔断曲线交接点对应电流值I_q、馈线定时限零序动作电流I_g。将特征参数I_g、I_cn、I_cw、I_jd、I_q从小到大排列，进行区间划分，如图3-5所示，通常I_g远小于其它特征参数，图3-5中未体现该值。

结合图3-5的特性曲线及区间划分，分析各故障电流区间存在的问题，分析结果如表2-4所示。

表2

表3

表4

步骤S3、根据所述配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1和所述馈线回路金属性单相接地故障电流I_f2和所述特征参数，获取馈线零序和配电盘零序的保护配置方案。

具体地，在本发明一实施例中，所述步骤S3包括：

步骤S31、确定馈线零序保护延时时间t_g的整定范围；

t_f.Icw≤t_g≤t_f.Icn (4-1)

其中，t_f.Icn、t_f.Icw为在所述熔断曲线上提取I_cn、I_cw对应的熔断时间；

具体地，在(4-1)限定条件下，能够保证馈线零序与熔断器曲线的交接电流I_cn≤Iq≤I_cw，解决图3-5中接地故障电流I_cw～I_q区间触点熔焊问题。同时为尽可能快速切除接触器额定分断能力之内故障电流，设置t_g定值调整上限为t_f.Icn。

设参数ΔI表示接触器触点存在熔焊风险的电流区间，则ΔI可表示为：

ΔI＝I_q-I_cn (4-2)

t_g调整示意图如图6所示。

实际工程应用中t_g通常无法连续调整，在式(4-1)给定范围内，结合工程实际进行t_g取值。

步骤S32、确定配电盘零序反时限启动电流I_0>，I_0>取变压器低压侧额定电流的0.25～0.5倍；

具体地，参照《DL/T 1502-2016厂用电继电保护整定计算导则》按躲过变压器低压侧最大负荷的不平衡电流整定，可取变压器低压侧额定电流的0.25～0.5倍。

步骤S33、确定配电盘零序保护定时限动作时间t_0>>，t_0>>＝t_g+Δt，其中，Δt为时间级差；

具体地，Δt为馈线定时限零序与配电盘定时限零序的时间级差，通常取0.2～0.3s。

步骤S34、确定配电盘零序保护定时限动电流I_0>>，I_0>>＝I_q；

具体地，在I_0>><I_q，I_0>>～I_q区间，熔断器与配电盘零序存在时间级差Δt1小于设定的Δt，叠加接触器切断I_cn～I_q区间故障电流工况，触点可能熔焊粘连，存在越级跳闸风险。实际工程应用中，满足选择性的基础上，为尽可能快速切除故障，将I_0>>整定为I_q。整定方法示意图如图7所示。

步骤S35、确定反时限时间系数K。

具体地，关于K系数整定，目前标准规范中无明确规定方法，实际工程应用往往采用先设定后校验的方法，导致整定值偏大，不利于故障快速切除。本发明提取特征点，构建不等式组给出K系数整定最小值，该方法既满足标准规范要求，也更利于故障的快速切除。具体方法步骤如下：

①为保证配电盘零序保护反时限段与定时限段的选择性，I_0>>对应到反时限计算公式中的动作时间t[I_0>>]与t_0>>满足一定的时间级差Δt，Δt无明确规范要求，可取0.2～0.3s。即，给出K系数如下限定公式：

②接地故障电流位于I_cn～I_0>>区间，接触器触点存在熔焊粘连风险，这段区间需保证熔断曲线位于配电盘反时限曲线下方，且满足一定的时间级差Δt(可取0.2～0.3s)，实际整定中，保证I_cn对应的反时限动作时间与I_cn对应的熔断时间t_f.Icn满足如下要求即可，进而得到如下不等式：

③工程实践中，馈线回路故障发生的位置存在不确定性，金属性大接地故障电流下可能导致配电盘反时限先于熔断器动作，发生越级跳闸，需要调整K系数解决这一问题。

步骤S1中计算得到的I_f1、I_f2为馈线金属性接地故障电流最大值、最小值，若K系数可保证I_f1、I_f2对应的配电盘反时限动作时间t[I_f1]、t[I_f2]均大于I_f1、I_f2对应的熔断器熔断时间，且有可靠的时间级差Δt(可取0.2～0.3s)，即可解决可能发生的越级跳闸问题，即：

通常馈线出线端接地故障电流I_f2>>I_f1，熔断器基本能够瞬时熔断，t_f.If1<<Δt，t_f.If1可忽略不计，式(5-3)和式(5-4)可进一步推导得：

式(5-1)、(5-2)、(5-5)、(5-6)构成不等式组，K系数取值下限为：

其中，max{}表示取{}内数集的最大值。K系数整定示意图如图8所示。

以下将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。

实施背景；

某核岛低压配电盘低压配电变压器型号为SCB10-800/6.6/0.39，额定容量S_N＝800kVA，额定变比6.6kV/0.39kV，变压器负载损耗P_k＝9.22kW，短路阻抗u_k％＝4.63，馈线回路配置有馈线零序保护，动作与接触器跳闸，接触器型号为AF260，对应的额定分断电流I_cn＝2080A，极限分断电流I_cw＝2600A，熔断器规格型号为aM 200A。馈线电缆为3*150AL芯电缆，电缆长度200m。馈线零序保护延时时间可调数值：0.06s、0.15s、0.31s、0.5s、0.8s、1s、4.5s。

实施步骤：

(1)计算馈线出线端及馈线回路电缆末端金属性接地故障电流I_f1、I_f2：

参考电缆厂家数据求得电缆阻抗：R_L＝40mΩ、X_L＝15mΩ、R_e＝20mΩ；

代入公式求得I_f1、I_f2：

(2)利用描点法获得200A aM型号熔断器熔电流-熔断时间对照表，如下表所示，绘制熔断曲线。

结合上表和熔断曲线，提取出接触器I_cn＝2080A对应的熔断时间t_f.Icn＝1.25s；提取出接触器极限分断电流I_cw＝2600A对应的熔断时间t_f.Icw＝0.41s。

(3)得出馈线零序保护延时时间t_g的整定范围：

0.41s≤t_g≤1.25s

参照馈线零序的整定范围，满足要求的情况，尽可能快速切除故障原则下，确定t_g＝0.5s。

(4)t_g＝0.5s，绘制馈线零序保护动作曲线，求得馈线零序与熔断曲线的交接电流I_q＝2500A。

(5)确定馈线零序保护反时限启动电流I_0>＝0.25倍变压器额定电流，即I_0>＝300A。

(5)确定配电盘零序保护定时限动作电流启动值：I_0>>＝I_q＝2500A。

(6)确定t_0>>＝t_g+Δt(Δt取0.3s)→t_0〉〉＝0.8s。

(7)验证I_f1电流下，熔断器迅速熔断，熔断时间可忽略不计。

(8)确定I_f2对应的熔断时间t_f.If2＝0.13s。

(9)求解采用不同反时限特性曲线可整定的K系数最小值：

①正常反时限：α₀＝0.02、β₀＝0.14。

K₀＝max{K₀₁，K₀₂，K₀₃，,K₀₄}＝0.437，结合实际保护装置实际可调整定范围可整定为0.5。

②极反时限：α₁＝1.0、β₁＝13.5。

K₁＝max{K₁₁，K₁₂，K₁₃，,K₁₄}＝1.81

③甚反时限：α₂＝2.0、β₂＝80。

K₂＝max{K₂₁，K₂₂，K₂₃，,K₂₄}＝25.6

④长反时限：α₂＝1.0、β₂＝120。

K₃＝max{K₃₁，K₃₂，K₃₃，,K₃₄}＝0.2

综上，馈线回路零序保护延时时间整定为0.5s(动作电流通常整定为30A，本发明对此不作讨论)，配电盘零序反时限I_0>＝300A，不同反时限特性曲线对应的K系数为：K₀＝0.5、K₁＝1.8、K₂＝25.6、K₃＝0.2。

随后比较各反时限特性曲线，满足要求的前提下，选择反时限段故障切除时间最小的反时限曲线进行保护整定。

综上各级接地保护的配置如下：馈线零序30A/0.5s，馈线熔断器aM 200A，

配电盘零序：反时限+定时限，根据反时限特性的选择不同可具体分为如下4种：

①正常反时限(α₀＝0.02，β₀＝0.14)：

I_0>＝300A，K₀＝0.5，I_0>>＝2500A，t_0>>＝0.8s

②极反时限(α₁＝1.0，β₁＝13.5)：

I_0>＝300A，K₁＝1.8，I_0>>＝2500A，t_0>>＝0.8s

③甚反时限(α₂＝2.0，β₁＝80)：

I_0>＝300A，K₂＝25.6，I_0>>＝2500A，t_0>>＝0.8s

④长反时限(α₂＝1.0，β₁＝120)：

I_0>＝300A，K₃＝0.2，I_0>>＝2500A，t_0>>＝0.8s

经过反时限特性比较，选择正常反时限更利于故障的快速切除。

具体配合曲线如图9所示。

实施例二

基于同一发明构思，本发明还提供一种低压配电盘供电可靠性分析系统，包括：

故障电流计算单元，用于根据低压配电盘金属性接地故障计算模型，计算配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1和馈线回路金属性单相接地故障电流I_f2；

划分单元，用于利用根据熔断器和接触器特性提取的特征参数，在多个保护装置的电流时间动作特性曲线上划分馈线回路接地故障电流区间，确定各故障电流区间存在的问题风险；

配置方案确定单元，用于根据所述配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1和所述馈线回路金属性单相接地故障电流I_f2和所述特征参数，获取馈线零序和配电盘零序的保护配置方案。

在本发明提供的低压配电盘供电可靠性分析系统中，所述配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1和所述馈线回路金属性单相接地故障电流I_f2分别通过以下公式计算：

其中，U_n2为配电变压器低压侧额定电压，R_T、X_T为配电变压器归算至低压侧的阻抗参数，R_L、X_L为配电盘馈线回路电缆阻抗参数，R_e为接地网干线裸铜缆电阻(若无接地干线则为专设PE保护线电阻)。

在本发明提供的低压配电盘供电可靠性分析系统中，所述特征参数包括接触器额定分断电流I_cn、接触器极限分断电流I_cw、熔断曲线与配电盘零序曲线的交接点对应电流值I_jd、馈线零序曲线与熔断曲线交接点对应电流值I_q、馈线定时限零序动作电流I_g。

其他详细内容可参考实施例一，此处不再赘述。

与现有技术相比，本发明提供的低压配电盘供电可靠性分析方法和系统具有如下优点：

(1)本发明给出了一种提高低压配电盘非金属性接地故障下供电可靠性分析及改进方法，除应用于大多数压水堆低压配电盘外，还可应用与其它电厂、用电企业同类配置的低压配电系统，具有一定的通用性，适用性。

(2)本发明在绘制各级保护电流-时间曲线基础上，首次提出特征参数的概念，将接触器额定分断电流I_cn、极限分断电流I_cw及各保护曲线交接电流作为特征参数，进行电流区间划分。紧贴工程实践，将非金属性接地故障电流带入各电流区间，分析已投入工程应用的馈线回路存在的问题及风险，分析方法新颖，无需考虑非金属性接地故障电流的不确定性。

(3)本发明给出的馈线零序延时时间t_g的整定方法，能够完全消除接触器触点熔焊的确定性，减少故障情况下的接触器损坏风险，有利于设备整体的运维。

(4)本发明针对所研究的配电系统，给出一套系统的配电盘零序、馈线零序整定方法，无需考虑实际接地故障工况的不确定性，实现保护配置的最优化，保证馈线回路接地故障下的完全选择性，并在保证选择性的基础上最大限度降低故障切除时间，大大提高了低压配电盘供电可靠性。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomABBessMemory，RAM)等。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

上述描述涉及各种单元，需要指出的是，上文对各种单元的描述中，分割成这些单元，是为了说明清楚。然而，在实际实施中，各种单元的界限可以是模糊的。例如，本文中的任意或所有功能性单元可以共享各种硬件和/或软件元件。又例如，本文中的任何和/或所有功能单元可以由共有的处理器执行软件指令来全部或部分实施。相应地，除非明确要求，本发明的范围不受各种硬件和/或软件元件间强制性界限的限制。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种低压配电盘供电可靠性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、根据低压配电盘金属性接地故障计算模型，计算配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1和馈线回路金属性单相接地故障电流I_f2；

步骤S2、利用根据熔断器和接触器特性提取的特征参数，在多个保护装置的电流时间动作特性曲线上划分馈线回路接地故障电流区间，确定各故障电流区间存在的问题风险，其中，所述特征参数包括接触器额定分断电流I_cn、接触器极限分断电流I_cw、熔断曲线与配电盘零序曲线的交接点对应电流值I_jd、馈线零序曲线与熔断曲线交接点对应电流值I_q、馈线定时限零序动作电流I_g，将特征参数I_g、I_cn、I_cw、I_jd、I_q从小到大排列，进行区间划分以便确定在不同区间是否存在触点熔焊和越级跳闸问题；

步骤S3、根据所述配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1和所述馈线回路金属性单相接地故障电流I_f2和所述特征参数，通过确定馈线零序保护延时时间t_g、配电盘零序反时限启动电流I_0>、配电盘零序保护定时限动作时间t_0>>、配电盘零序保护定时限动电流I_0>>、反时限时间系数K的范围从而实现针对非金属性接地故障存在的越级跳闸和触点熔焊问题的保护配置。

2.根据权利要求1所述的低压配电盘供电可靠性分析方法，其特征在于，在步骤S1中，所述配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1和所述馈线回路金属性单相接地故障电流I_f2分别通过以下公式计算：

其中，U_n2为配电变压器低压侧额定电压，R_T、X_T为配电变压器归算至低压侧的阻抗参数，R_L、X_L为配电盘馈线回路电缆阻抗参数，R_e为接地网干线裸铜缆电阻或专设PE保护线电阻。

3.根据权利要求2所述的低压配电盘供电可靠性分析方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

步骤S31、确定馈线零序保护延时时间t_g的整定范围，t_f.Icw≤t_g≤t_f.Icn，其中，t_f.Icn、t_f.Icw为在所述熔断曲线上提取I_cn、I_cw对应的熔断时间；

步骤S32、确定配电盘零序反时限启动电流I_0>，I_0>取变压器低压侧额定电流的0.25～0.5倍；

步骤S33、确定配电盘零序保护定时限动作时间t_0>>，t_0>>＝t_g+Δt，其中，Δt为时间级差；

步骤S34、确定配电盘零序保护定时限动作电流I_0>>，I_0>>＝I_q；

步骤S35、确定反时限时间系数K。

4.根据权利要求3所述的低压配电盘供电可靠性分析方法，其特征在于，所述步骤S35包括：

步骤S351、在所述熔断曲线上确定所述I_f1对应的熔断时间t_f.If1；

步骤S352、在所述熔断曲线上确定所述I_f2对应的熔断时间t_f.If2；

步骤S353、在所述熔断曲线上确定接触器额定分断电流I_cn对应的熔断时间t_f.Icn；

步骤S354、利用反时限时间系数K的不等式组确定K的最小值，K系数取值为：

其中，max{}表示取{}内数集的最大值，α、β为反时限特性参数。

5.一种低压配电盘供电可靠性分析系统，其特征在于，包括：

故障电流计算单元，用于根据低压配电盘金属性接地故障计算模型，计算配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1和馈线回路金属性单相接地故障电流I_f2；

划分单元，用于利用根据熔断器和接触器特性提取的特征参数，在多个保护装置的电流时间动作特性曲线上划分馈线回路接地故障电流区间，确定各故障电流区间存在的问题风险，其中，所述特征参数包括接触器额定分断电流I_cn、接触器极限分断电流I_cw、熔断曲线与配电盘零序曲线的交接点对应电流值I_jd、馈线零序曲线与熔断曲线交接点对应电流值I_q、馈线定时限零序动作电流I_g，将特征参数I_g、I_cn、I_cw、I_jd、I_q从小到大排列，进行区间划分以便确定在不同区间是否存在触点熔焊和越级跳闸问题；

配置方案确定单元，用于根据所述配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1和所述馈线回路金属性单相接地故障电流I_f2和所述特征参数，通过确定馈线零序保护延时时间t_g、配电盘零序反时限启动电流I_0>、配电盘零序保护定时限动作时间t_0>>、配电盘零序保护定时限动电流I_0>>、反时限时间系数K的范围从而实现针对非金属性接地故障存在的越级跳闸和触点熔焊问题的保护配置。

6.根据权利要求5所述的低压配电盘供电可靠性分析系统，其特征在于，所述配电盘母排单相金属性接地故障电流I_f1和所述馈线回路金属性单相接地故障电流I_f2分别通过以下公式计算：

其中，U_n2为配电变压器低压侧额定电压，R_T、X_T为配电变压器归算至低压侧的阻抗参数，R_L、X_L为配电盘馈线回路电缆阻抗参数，R_e为接地网干线裸铜缆电阻或专设PE保护线电阻。

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