[發(fā)明專利]GIS金屬管道系統(tǒng)安全性的模擬計(jì)算方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410636234.5
• 申請(qǐng)日: 2014-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN104462655A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張勁松;吳棟良;王臚;錢鋒;翟學(xué)鋒;葉海;郭冰;陳遲;韓文建;付龍海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;江蘇省電力公司;江蘇省電力公司揚(yáng)州供電公司;江蘇方天電力技術(shù)有限公司;北京加華賽時(shí)電力安全技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及變電站安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種GIS金屬管道系統(tǒng)安全性的模擬計(jì)算方法。

背景技術(shù)

目前，隨著中國(guó)工業(yè)化的快速發(fā)展、可用面積的減少，不斷出現(xiàn)高壓變電站位于城區(qū)市內(nèi)的情況。與常規(guī)的位于郊區(qū)的變電站相比，市內(nèi)變電站可用面積較小，設(shè)備緊湊度高。為了更好的在有限的空間中布置變電站所需的設(shè)置和設(shè)備，現(xiàn)在對(duì)于市內(nèi)變電站多采用氣體絕緣變電站(GIS,Gas?Insulated?Substation)系統(tǒng)，GIS是全部或部分采用氣體而不采用處于大氣壓下的空氣作為絕緣介質(zhì)的金屬封閉開關(guān)設(shè)備。GIS具有占地面積小、元件密封不受環(huán)境干擾、運(yùn)行可靠性高、維護(hù)工作量小等優(yōu)勢(shì)，因而在市內(nèi)變電站建設(shè)中得到廣泛使用。

對(duì)于GIS系統(tǒng)而言，將相線封閉在金屬管內(nèi)，GIS金屬管道系統(tǒng)如圖1所示，在變電站發(fā)生短路故障時(shí)，故障相中會(huì)有很大的故障電流幅值，有時(shí)會(huì)達(dá)到10-20kA的數(shù)量級(jí)。在如此大幅值的故障電流通過相線時(shí)，會(huì)對(duì)GIS外殼的金屬管線產(chǎn)生很強(qiáng)的感應(yīng)干擾，有時(shí)金屬管道上的感應(yīng)電流和感應(yīng)電壓非常高，如果此時(shí)有工作人員接觸到金屬管線外殼，就會(huì)遭受到過高的感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流，容易造成接觸、跨步電壓過高，有很大的安全隱患。目前，對(duì)于GIS系統(tǒng)的研究，國(guó)內(nèi)研究者主要關(guān)注于GIS自身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化布置工作，而對(duì)于故障情況下GIS系統(tǒng)對(duì)周邊人員的安全性分析還處于空白。并且對(duì)于GIS金屬管道系統(tǒng)來說目前的研究工作中暫時(shí)還未有一個(gè)成型的模型，以及基于該模型進(jìn)行相應(yīng)的安全性分析工作也仍是空白。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種GIS金屬管道系統(tǒng)安全性的模擬計(jì)算方法，可以在設(shè)計(jì)階段對(duì)未來可能產(chǎn)生的安全隱患進(jìn)行模擬計(jì)算，為GIS變電站的安全性設(shè)計(jì)提供幫助和指導(dǎo)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種GIS金屬管道系統(tǒng)安全性的模擬計(jì)算方法，包括：

根據(jù)GIS金屬管道的結(jié)構(gòu)和電氣特性建立包括相線層、絕緣氣體層和金屬外殼層的GIS金屬管道電氣模型；

根據(jù)建立的所述GIS金屬管道電氣模型，在軟件分析工具中對(duì)GIS金屬管道系統(tǒng)進(jìn)行模擬，并計(jì)算在GIS金屬管道的相線層中流過故障電流時(shí)GIS金屬外殼層的感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流，以及人員接觸金屬外殼時(shí)產(chǎn)生的接觸跨步電壓。

其中，所述GIS金屬管道電氣模型中的相線層為銅質(zhì)材料層，包括半徑為0.045m的圓內(nèi)區(qū)域，相對(duì)電阻率為1，相對(duì)磁導(dǎo)率為1。

其中，所述GIS金屬管道電氣模型中的絕緣氣體層為六氟化硫氣體層，包括半徑為0.045m的圓與半徑為0.065m的圓之間的區(qū)域，相對(duì)電阻率和相對(duì)磁導(dǎo)率為無(wú)窮大。

其中，所述GIS金屬管道電氣模型中的金屬外殼層為鋼質(zhì)材料層，包括半徑為0.065m的圓與半徑為0.07m的圓之間的區(qū)域，相對(duì)電阻率為13，相對(duì)磁導(dǎo)率為300。

實(shí)施本發(fā)明，具有如下有益效果：本發(fā)明提供了一種GIS金屬管道電氣模型，并根據(jù)GIS金屬管道電氣模型在工具中進(jìn)行模擬和計(jì)算，可以在設(shè)計(jì)階段得出在未來故障情況下，可能產(chǎn)生的安全隱患，為GIS變電站的安全性設(shè)計(jì)提供幫助和指導(dǎo)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是GIS金屬管道系統(tǒng)圖；

圖2是本發(fā)明提供的GIS金屬管道系統(tǒng)安全性的模擬計(jì)算方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；

圖3是GIS金屬管道電氣模型的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖2是本發(fā)明提供的GIS金屬管道系統(tǒng)安全性的模擬計(jì)算方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖，如圖2所示，包括步驟：

S101、根據(jù)GIS金屬管道的結(jié)構(gòu)和電氣特性建立包括相線層、絕緣氣體層和金屬外殼層的GIS金屬管道電氣模型。