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。
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