一种完整计算变电站入地短路电流的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于变电站接地网技术领域，特别是设及一种完整计算变电站入地短路电 流的方法。
【背景技术】
[0002] 变电站接地网是整个变电站安全运行的重要保障，在变电站发生接地故障后，如 图1所示，10为总故障电流，Iwl和为两侧架空地线分流，In为变压器中性点回流，Ig 为入地电流，可见故障发生后，总故障电流10进入地网，一部分通过地网流回变压器；一部 分被架空地线分走，最终流回电源；其余部分则直接散流入地。短路电流在经接地网入地时 会引起对地电位升高、跨步电压W及接触电势等一系列安全问题，对站内设备W及运行人 员安全构成威胁。同时，随着电力网络容量的增大，短路电流也越来越大。
[0003] 短路电流一般分为地线分流、变压器中性点回流和入地短路电流Ξ部分，其中，入 地短路电流是引发安全问题的主要原因。因此，设计可靠的接地网是保障人身安全的重要 手段，而确定入地短路电流则是计算接地网的基础。
[0004] 在实际设计中，入地短路电流并不是根据实际情况进行计算，一般是根据下面的 式（1)、（2)进行计算，式中的参数通常根据经验值进行选取。 阳〇化]计算变电站内或站外发生接地短路时，流经接地装置的电流可分别按下式计算：
[0006]Ig=(Imax-In)(1-Kel) (1)
[0007]I=In(l-Ke2) (2) 阳00引式中，Ig、I-入地短路电流，A;
[0009] Imax--发生不对称短路接地故障时最大短路电流，A;
[0010] In--发生最大接地短路电流时，流经变电站中性点的最大接地短路电流，A;
[0011]Kel、Ke2-一分别为站内和站外短路时，避雷线或电缆线路外护套的工频分流系 数。
[0012] 通常，设计部分给出的最大短路电流是Ξ相短路电流，在设计过程中就直接采用 Ξ相短路电流进行接地网设计，从而造成入地短路电流的偏大或偏小，因为入地短路电流 是不对称短路电流值，Ξ相短路电流不经接地网。若计算偏小，接地网电阻满足不了要求， 短路故障情况下就可能会危及安全，相反，如果入地短路电流计算偏大，盲目采取扩大地网 或自他降阻方式，就会造成经济浪费。现实中很多单位不经过仔细计算，往往在接地网安装 完成后进行测量，发现不能达到要求，然后又采取一些补救措施，因此精确计算入地短路电 流，合理设计接地网成为迫切需要解决的问题。
【发明内容】
[0013] 为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种完整计算变电站入地短路电流的 方法。
[0014] 为了达到上述目的，本发明提供的完整计算变电站入地短路电流的方法包括按顺 序进行的下列步骤：
[0015] 步骤1)利用复合序网法求解电网发生不对称短路接地故障时最大短路电流 Imax，并且最大短路电流Imax采用单相短路接地故障的零序电流和两相短路接地故障的 零序电流两者中较大一个的Ξ倍值；
[0016] 步骤。确定S种中性点接地方式，分别为： 阳017] (1)站内接地故障，中性点在站内和站外接地时， 阳01引 似站外接地故障，中性点在站内和站外接地时，
[0019] 做站内接地故障，中性点只在站外或站内接地时；
[0020] 步骤3)利用电磁暂态程序ATP/EMTP对电网中各主要元件进行建模，包括电压 源模型、变压器模型、输电线路模型、短路点模型，并利用上述各模型分别代表电网中各主 要元件而组成组合模型，然后利用组合模型计算避雷线或电缆线路外护套的工频分流系数 KeUKe2；
[0021] 步骤4)根据上述步骤1)-3)的结果计算入地短路电路。
[0022] 在步骤1)中，所述的利用复合序网法求解电网发生不对称短路接地故障时最大 短路电流Imax，并且最大短路电流Imax采用单相短路接地故障的零序电流和两相短路接 地故障的零序电流两者中较大的一个的Ξ倍值的方法是：
[0023] 对于高压系统，忽略电阻及故障点的接地阻抗影响，单相短路接地故障的零序电 流I。简化表示为：
[0024]
阳0巧]两相短路接地故障的零序电流I。简化表示为：
[0026]
阳027]式中，Xi、X2和X。分别为序网的正序、负序和零序综合电抗；
[0028] 发生不对称短路接地故障时最大短路电流1"_= 31。。
[0029] 在步骤4)中，所述的计算入地短路电路的方法为：
[0030] 1)站内接地故障，中性点在站内和站外接地时，入地短路电流的表达式为：
[0031] Ig=(Im ax-In)(1-Kel) (1)
[0032] 式中，Imax为发生不对称短路接地故障时最大短路电流，In为发生接地故障时， 流经变电站中性点的短路电流，Kel为站内故障时避雷线或电缆线路外护套的工频分流系 数； 阳03引。站外接地故障，中性点在站内和站外接地时，入地短路电流的表达式为：
[0034] I=In(l-Ke2) (2)
[0035] 式中，Ke2为站外故障时避雷线或电缆线路外护套的工频分流系数；
[0036] 如站内接地故障，中性点只在站外接地时，入地短路电流的表达式为：
[0037]I=Imax (1-Kel) (3)
[0038] 式中，Kel为站内故障时避雷线或电缆线路外护套的工频分流系数；
[0039] 而站内接地故障，中性点只在站内接地时，入地短路电流分别按式（1)、（2)进行 计算，取两者中的较大值。 W40] 本发明提供的完整计算变电站入地短路电流的方法的有益效果：
[0041] 首先根据不同中性点接地方式下变电站内、站外接地故障确定不同的参数，并利 用运些参数计算相应的入地短路电路，因此可W获得比较准确的短路入地电流，从而能够 为接地网的设计提供依据，并且能够避免工程进度的滞后W及工程投资的浪费。
【附图说明】
[0042] 图1为变电站站内短路情况下的电流分布图；
[00创图2为站内接地故障，中性点在站内和站外接地示意图；
[0044]图3为站外接地故障，中性点在站内和站外接地示意图； W45]图4为站内接地故障，中性点在站外接地示意图。
【具体实施方式】
[0046] 下面结合附图和具体实施例对本发明提供的完整计算变电站入地短路电流的方 法进行详细说明。
[0047] 本发明提供的完整计算变电站入地短路电流的方法包括按顺序进行的下列步