電力系統短路電流檢測識別儀的設計
電力系統在運行中的相與相之間或相與地之間發生非正常連接時,往往會發生短路,其回路電流可能超過回路的額定電流許多倍,因而會對電力系統造成破壞。為保證電力系統安全,當該情況發生時應盡快切除短路故障部分,為此,可采用檢測識別并限制短路電流的措施。現有的識別方法主要分為軟件和硬件兩類。軟件實現需通過一系列的采樣、轉換和濾波等步驟,故會直接影響短路電流信號的識別時間。硬件可分別采用數字電路和模擬電路來實現。由于沒有足夠快的A/D轉換器和足夠長的濾波窗口,數字電路同樣存在檢測反應速度慢的問題,但便于控制; 而模擬電路則不存在A/D轉換問題,故能實現短路電流信號的快速檢測與識別。因此,在實際應用中,一般可選用數字控制、模擬識別的方法。
1 檢測原理及方法
分析電力系統短路電流的基本特性時,首先可設系統電壓為:
同時設短路回路的電阻和電感分別為R、L,并在t=0時發生短路,且α為短路時刻的相角。
則短路電流id的近似表達式為:
短路電流陡度did/dt的近似表達式為:
(3) 式中,Im為短路電流的周期分量幅值:
φ為功率因數角:
T為時間常數:
通常,電力系統的T =0.05s ( 相當于φ =86.36°)。
這樣,當短路相角α=86.36°≌90°時,短路電流id中不含非周期分量; 而當α=3.64°≌0°時,短路電流id中的非周期分量最大。
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