电力系统短路电流检测识别仪的设计

电力系统在运行中的相与相之间或相与地之间发生非正常连接时，往往会发生短路，其回路电流可能超过回路的额定电流许多倍，因而会对电力系统造成破坏。为保证电力系统安全，当该情况发生时应尽快切除短路故障部分，为此，可采用检测识别并限制短路电流的措施。现有的识别方法主要分为软件和硬件两类。软件实现需通过一系列的采样、转换和滤波等步骤，故会直接影响短路电流信号的识别时间。硬件可分别采用数字电路和模拟电路来实现。由于没有足够快的A/D转换器和足够长的滤波窗口，数字电路同样存在检测反应速度慢的问题，但便于控制； 而模拟电路则不存在A/D转换问题，故能实现短路电流信号的快速检测与识别。因此，在实际应用中，一般可选用数字控制、模拟识别的方法。

　　1 检测原理及方法

　　分析电力系统短路电流的基本特性时，首先可设系统电压为：

　　同时设短路回路的电阻和电感分别为R、L，并在t=0时发生短路，且α为短路时刻的相角。

　　则短路电流id的近似表达式为：

　　短路电流陡度did/dt的近似表达式为：

　　(3) 式中，Im为短路电流的周期分量幅值：

　　φ为功率因数角：

　　T为时间常数：

　　通常，电力系统的T =0.05s ( 相当于φ =86.36°)。

　　这样，当短路相角α＝86.36°≌90°时，短路电流id中不含非周期分量； 而当α＝3.64°≌0°时，短路电流id中的非周期分量最大。