短路电流直流分量的计算方法及其计算装置与流程

本申请涉及电力系统故障分析，特别是涉及一种短路电流直流分量的计算方法及其计算装置。

背景技术：

1、随着电力系统中电网电压等级的提升，大容量发电机、变压器的不断应用，一次设备的电抗与电阻比值增大，短路电流直流分量的衰减时间常数逐渐增长，使得电力系统中短路电流直流分量会超过断路器的短路开断能力，从而存在短路电流直流分量超标引发断路器无法开断的风险。相关技术中，在计算短路电流直流分量时，未考虑电弧电阻，会造成直流分量计算偏差，从而夸大断路器存在的因短路电流直流分量超标引发无法开断的风险。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够更准确计算短路电流直流分量的短路电流直流分量的计算方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

2、第一方面，本申请提供了一种短路电流直流分量的计算方法。所述方法包括：构建短路等效模型；其中，所述短路等效模型包括：短路电流等效电路和电弧等效电路，所述短路电流等效电路通过开关连接所述电弧等效电路，所述短路电流等效电路包括串联的等效电阻和等效电感，所述电弧等效电路包括串联的电弧电阻和电弧电感；获取三相交流系统的短路容量和直流分量的衰减时间常数；基于所述短路容量和所述衰减时间常数确定所述等效电阻和所述等效电感；构建电弧的三维有限元模型，以确定所述电弧电阻和所述电弧电感；基于所述短路等效模型确定短路电流的直流分量。

3、在其中一个实施例中，所述获取三相交流系统的短路容量和直流分量的衰减时间常数的步骤，包括：基于等效电压源法计算所述短路容量；基于等效频率法计算所述衰减时间常数。

4、在其中一个实施例中，所述基于所述短路容量和所述衰减时间常数确定所述等效电阻和所述等效电感的步骤，包括：基于所述短路容量和交流分量确定所述等效电感；基于所述等效电感和所述衰减时间常数确定所述等效电阻。

5、在其中一个实施例中，所述基于所述短路容量和交流分量确定所述等效电感的步骤，包括：将所述交流分量的平方与第一乘积的商值作为所述等效电感；其中，所述第一乘积为角速度与所述短路容量的乘积。

6、在其中一个实施例中，所述基于所述等效电感和所述衰减时间常数确定所述等效电阻的步骤，包括：将所述等效电感与所述衰减时间常数的商值作为所述等效电阻。

7、在其中一个实施例中，所述方法还包括：获取通过所述开关的当前短路电流；基于预设对应关系和所述当前短路电流确定当前电弧电阻；其中，所述预设对应关系为由所述短路等效模型确定的短路电流与电弧电阻的对应关系；根据所述当前电弧电阻确定所述当前短路电流的直流分量。

8、第二方面，本申请还提供了一种短路电流直流分量的计算。所述装置包括：第一模型构建模块，用于构建短路等效模型；其中，所述短路等效模型包括：短路电流等效电路和电弧等效电路，所述短路电流等效电路通过开关连接所述电弧等效电路，所述短路电流等效电路包括串联的等效电阻和等效电感，所述电弧等效电路包括串联的电弧电阻和电弧电感；参数获取模块，用于获取三相交流系统的短路容量和直流分量的衰减时间常数；参数确定模块，用于基于所述短路容量和所述衰减时间常数确定所述等效电阻和所述等效电感；第二模型构建模块，用于构建电弧的三维有限元模型，以确定所述电弧电阻和所述电弧电感；直流分量确定模块，用于基于所述短路等效模型确定短路电流的直流分量。

9、第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

10、第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

11、第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

12、上述短路电流直流分量的计算方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品，在构建短路等效模型时，考虑短路电弧的电弧电阻和电弧电感，并通过短路容量和衰减时间常数确定短路等效模型中的等效电阻和等效电感，且通过构建电弧的三维有限元模型确定等效模型中的电弧电阻和电弧电感，从而得到最终确定的短路等效模型，并以此确定短路电流的直流分量，完成对直流分量更精确的计算，更准确的评估断路器存在的因短路电流直流分量超标引发无法开断的风险。

技术特征：

1.一种短路电流直流分量的计算方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的短路电流直流分量的计算方法，其特征在于，所述获取三相交流系统的短路容量和直流分量的衰减时间常数的步骤，包括：

3.根据权利要求1所述的短路电流直流分量的计算方法，其特征在于，所述基于所述短路容量和所述衰减时间常数确定所述等效电阻和所述等效电感的步骤，包括：

4.根据权利要求3所述的短路电流直流分量的计算方法，其特征在于，所述基于所述短路容量和交流分量确定所述等效电感的步骤，包括：

5.根据权利要求3所述的短路电流直流分量的计算方法，其特征在于，所述基于所述等效电感和所述衰减时间常数确定所述等效电阻的步骤，包括：

6.根据权利要求1至5任一项所述的短路电流直流分量的计算方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.一种短路电流直流分量的计算装置，其特征在于，所述装置包括：

8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

技术总结本申请涉及一种短路电流直流分量的计算方法及其计算装置。所述方法包括：构建短路等效模型；获取三相交流系统的短路容量和直流分量的衰减时间常数；基于短路容量和衰减时间常数确定等效电阻和等效电感；构建电弧的三维有限元模型，以确定电弧电阻和电弧电感；基于短路等效模型确定短路电流的直流分量。本申请在构建短路等效模型时，考虑短路电弧的电弧电阻和电弧电感，并确定短路等效模型中的等效电阻和等效电感，且确定等效模型中的电弧电阻和电弧电感，从而得到最终确定的短路等效模型，并以此确定短路电流的直流分量，完成对直流分量更精确的计算，更准确的评估断路器存在的因短路电流直流分量超标引发无法开断的风险。技术研发人员：彭在兴,王帅兵,陈佳莉,丁健刚,张帅,张杰,易林,王颂,张巍,赵林杰,李士杰,罗炜,喇元受保护的技术使用者：南方电网科学研究院有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2