[發(fā)明專利]一種金屬氧化物限壓器設計能耗估算方法和裝置

有效

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• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103838938A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 項祖濤;張媛媛;鄭彬;韓彬;杜寧;韓亞楠;周佩鵬;楊大業(yè);劉傳文
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本申請涉及電力傳輸技術領域，更具體地說，涉及一種金屬氧化物限壓器能耗估算方法和裝置。

背景技術

在特高壓大容量長距離交流輸電系統(tǒng)中設置串聯(lián)補償裝置，可以降低線路阻抗，從而降低線路的損耗，提輸電線路的傳輸能力，降低輸電成本。在所述串聯(lián)補償裝置中起主要作用的是電容器組，所述電容器組配有電容器組保護設備，圖1為串補裝置簡化接線示意圖，參見圖1，傳統(tǒng)的電容器組保護設備包括：金屬氧化物限壓器（MOV）、間隙、限流阻尼裝置，旁路開關等設備，其中所述MOV是限制電容器電壓的保護設備，所述間隙是MOV和電容的后背保護設備，旁路開關是系統(tǒng)檢修、調度的必要裝置，同時也為MOV及去游離提供必要條件，所述限流阻尼裝置則用于限制電容器組放電電流，防止電容器組、間隙、旁路開關在放電過程中損壞。

當線路出現(xiàn)短路故障時，短路電流在電容器組上產生高壓電，所述MOV的作用就是吸收短路電流的能量，對電容器進行保護，所以所述MOV是所述串聯(lián)補償裝置的組要過壓保護措施，其設計能耗是影響串聯(lián)補償裝置設計方案和制造成本的重要參數(shù)之一，在工程可行性研究及設計的初期，一般需要對所述MOV的設計能耗進行估算。

但是傳統(tǒng)的估算方法需要進行大量詳細的仿真計算，計算周期較長及工作量較大，并且還需要對補償裝置進行比較精細的建模，估算人員需要掌握串聯(lián)補償裝置的詳細參數(shù)。

發(fā)明內容

有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N金屬氧化物限壓器設計能耗估算方法和裝置，用于解決現(xiàn)有技術中在對MOV設計能耗過程中需要的工作量較大的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下：

一種金屬氧化物限壓器設計能耗估算方法，所述方法包括：

步驟1：估算金屬氧化物限壓器的額定電壓值及設計能耗；

步驟2：建立簡化仿真模型；

步驟3：采用電磁暫態(tài)仿真方法計算串聯(lián)補償線路區(qū)外故障條件下串聯(lián)補償裝置金屬氧化物限壓器的能耗，確定金屬氧化物限壓器的能耗定值Eset，以及金屬氧化物限壓器電流定值Iset；

步驟4：采用電磁暫態(tài)仿真方法計算串聯(lián)補償出口故障條件下金屬氧化物限壓器的能耗梯度最大值（dE/dt）max；

步驟5：計算金屬氧化物限壓器第二能耗參考值：E2=k2’*(dE/dt)max*Tbp；

步驟6：獲取與所述金屬氧化物限壓器的電流定值Iset對應的電壓Uiset；

計算金屬氧化物限壓器第三能耗參考值E3：

E3=k1’*Eset+k3’*Iset*Uiset*Tbp；

步驟7：選取所述E3與E2中的最大值，判斷所述最大值與所述估算出的設計能耗的差值是否大于預設值，如果是，將所述最大值作為所述初步估算出的設計能耗，重新執(zhí)行所述步驟1；否則，將所述初步估算出的設計能耗作為所述金屬氧化物限壓器的設計能耗輸出；

其中所述k1’、k2’、k3’分別第一、第二、第三預設值，Tbp為串聯(lián)補償裝置及間隙的動作時間。

優(yōu)選的上述方法中，所述k1’、k2’、k3’可以為依據預設測量精度、多柱MOV均流特性、安全裕度、熱備用參數(shù)計算得到的預設系數(shù)。

優(yōu)選的上述方法中，所述k1’、k2’、k3’的取值范圍為1.3～2.0。

優(yōu)選的上述方法中，所述初步設置金屬氧化物限壓器的額定電壓值及設計能耗，包括：

依據串聯(lián)補償裝置的系統(tǒng)特性參數(shù)，初步估算金屬氧化物限壓器的額定電壓值及設計能耗。

優(yōu)選的上述方法中，所述建立簡化仿真模型，包括：

所述建立簡化仿真模型包括建立系統(tǒng)及串聯(lián)補償裝置的簡化仿真模型，并且該模型僅包括電容器組及金屬氧化物限壓器的仿真模型。

一種金屬氧化物限壓器能耗估算裝置，所述裝置包括：預設單元，仿真模型建立單元，電磁暫態(tài)仿真計算單元、第一計算單元，第二計算單元和判斷單元；

預設單元，用于預設金屬氧化物限壓器的額定電壓值及設計能耗；

仿真模型建立單元，用于建立簡化仿真模型；

電磁暫態(tài)仿真計算單元，用于采用電磁暫態(tài)仿真方法計算串聯(lián)補償線路區(qū)外故障條件下串聯(lián)補償裝置金屬氧化物限壓器的能耗，確定金屬氧化物限壓器的能耗定值Eset，以及金屬氧化物限壓器電流定值Iset；

第一計算單元，用于依據公式：E2=k2’*(dE/dt)max*Tbp，計算出第二參考值；