電力系統短路電流檢測識別儀的設計

電力系統在運行中的相與相之間或相與地之間發生非正常連接時，往往會發生短路，其回路電流可能超過回路的額定電流許多倍，因而會對電力系統造成破壞。為保證電力系統安全，當該情況發生時應盡快切除短路故障部分，為此，可采用檢測識別并限制短路電流的措施。現有的識別方法主要分為軟件和硬件兩類。軟件實現需通過一系列的采樣、轉換和濾波等步驟，故會直接影響短路電流信號的識別時間。硬件可分別采用數字電路和模擬電路來實現。由于沒有足夠快的A/D轉換器和足夠長的濾波窗口，數字電路同樣存在檢測反應速度慢的問題，但便于控制； 而模擬電路則不存在A/D轉換問題，故能實現短路電流信號的快速檢測與識別。因此，在實際應用中，一般可選用數字控制、模擬識別的方法。

　　1 檢測原理及方法

　　分析電力系統短路電流的基本特性時，首先可設系統電壓為：

　　同時設短路回路的電阻和電感分別為R、L，并在t=0時發生短路，且α為短路時刻的相角。

　　則短路電流id的近似表達式為：

　　短路電流陡度did/dt的近似表達式為：

　　(3) 式中，Im為短路電流的周期分量幅值：

　　φ為功率因數角：

　　T為時間常數：

　　通常，電力系統的T =0.05s ( 相當于φ =86.36°)。

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