電力系統(tǒng)短路電流檢測(cè)識(shí)別儀的設(shè)計(jì)

電力系統(tǒng)在運(yùn)行中的相與相之間或相與地之間發(fā)生非正常連接時(shí)，往往會(huì)發(fā)生短路，其回路電流可能超過(guò)回路的額定電流許多倍，因而會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成破壞。為保證電力系統(tǒng)安全，當(dāng)該情況發(fā)生時(shí)應(yīng)盡快切除短路故障部分，為此，可采用檢測(cè)識(shí)別并限制短路電流的措施?，F(xiàn)有的識(shí)別方法主要分為軟件和硬件兩類。軟件實(shí)現(xiàn)需通過(guò)一系列的采樣、轉(zhuǎn)換和濾波等步驟，故會(huì)直接影響短路電流信號(hào)的識(shí)別時(shí)間。硬件可分別采用數(shù)字電路和模擬電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于沒(méi)有足夠快的A/D轉(zhuǎn)換器和足夠長(zhǎng)的濾波窗口，數(shù)字電路同樣存在檢測(cè)反應(yīng)速度慢的問(wèn)題，但便于控制； 而模擬電路則不存在A/D轉(zhuǎn)換問(wèn)題，故能實(shí)現(xiàn)短路電流信號(hào)的快速檢測(cè)與識(shí)別。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，一般可選用數(shù)字控制、模擬識(shí)別的方法。

　　1 檢測(cè)原理及方法

　　分析電力系統(tǒng)短路電流的基本特性時(shí)，首先可設(shè)系統(tǒng)電壓為：

　　同時(shí)設(shè)短路回路的電阻和電感分別為R、L，并在t=0時(shí)發(fā)生短路，且α為短路時(shí)刻的相角。

　　則短路電流id的近似表達(dá)式為：

　　短路電流陡度did/dt的近似表達(dá)式為：

　　(3) 式中，Im為短路電流的周期分量幅值：

　　φ為功率因數(shù)角：

　　T為時(shí)間常數(shù)：

　　通常，電力系統(tǒng)的T =0.05s ( 相當(dāng)于φ =86.36°)。

　　這樣，當(dāng)短路相角α＝86.36°≌90°時(shí)，短路電流id中不含非周期分量； 而當(dāng)α＝3.64°≌0°時(shí)，短路電流id中的非周期分量最大。