[實用新型]一種獲取GIS裝置在VFTO下外殼瞬態電位抬升的仿真電路模型

有效

• 申請號: 201420779674.1
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN204679768U
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 郭潔;王乃永;陳舒;朱岸明;馬歡;魏磊;陳潔;賈宏剛;矯立新;喬兵兵
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網陜西省電力公司經濟技術研究院;西安交通大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;G01R31/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本實用新型涉及一種仿真電路模型，具體涉及一種獲取GIS裝置在VFTO下外殼瞬態電位抬升的仿真電路模型。

背景技術

SF6氣體絕緣全封閉組合電氣(GIS)中由于故障或隔離開關、斷路器的操作會產生很陡的行波，引起高頻振蕩過電壓即VFTO，又由于集膚效應，高頻電流會沿GIS母線外表面和外殼內表面傳播，在外殼波阻抗不連續處例如套管處，發生波的折反射，從而耦合到外殼的外表面，產生瞬態外殼電位抬升。瞬態外殼電位抬升是一種波前極陡、持續時間短、幅值高、衰減快的暫態現象，這種行波也會使地網電位抬升，可能會危及人和二次設備安全。

目前國際上普遍公認的分析GIS外殼瞬態電位抬升的模型是三波阻抗模型，該模型只是一種理論傳導模型，不能實現GIS內部結構及操作電磁暫態過程的模擬，因此無法運用到實際工程里。實際工程中計算GIS裝置在VFTO下外殼瞬態電位抬升的仿真模型多采取VFTO源和GIS外殼分開分析的模型，用一個理想的VFTO源與GIS外殼模型串聯，從而計算GIS外殼上各點的電位。該種模型受限于VFTO源幅值、陡度、頻率的選取，無法模擬故障或開關操作產生的高頻波在沿線的耦合和傳播，也不能考慮高頻行波在地網中的傳播過程，與實際情況出入較大。因此，上述模型在計算實際GIS變電站中外殼電位的抬升情況并不是十分準確。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種獲取GIS裝置在VFTO下外殼瞬態電位抬升的仿真電路模型，通過該仿真電路可以準確的計算出GIS變電站中外殼電位的抬升情況。

為達到上述目的，本實用新型所述的獲取GIS裝置在VFTO下外殼瞬態電位抬升的仿真電路模型包括a個第一電感、a個第二電感、a個第三電感、a+1個第一電容、a+1個第二電容、b條接地線電路、b-1條連接電路，GIS管道的長度為a米；

所述a個第一電感串聯連接的電路的兩端分別與電源及負載相連接，a個第二電感串聯連接的電路與a個第三電感串聯連接的電路并聯連接；

所述第一個第一電容的一端與電源及第一個第一電感的一端相連接，第一個第一電容的另一端與第一個第二電感一端及第一個第三電感的一端相連接，第i+1個第一電容的一端與第i個第一電感的另一端及第i+1個第一電感的一端相連接，第i+1個第一電容的另一端與第i個第二電容的另一端及第i+1個第二電容的一端相連接，第a+1個第一電容的一端與第a個第一電感的另一端及負載相連接，第a+1個第一電容的另一端與第a個第二電感的一端相連接，其中i＝1,2…a-1；

所述第一個第二電容的一端與第一個第三電感的一端及第一個第二電感相連接，第一個第二電感的另一端接地表，第k+1個第二電容的一端與第k個第三電感的一端及第k+1個第三電感的一端相連接，第k+1個第二電容的另一端接地表，第a+1個第二電容的一端與第a個第三電感的另一端相連接，第a+1個第二電容的另一端接地表，k＝1,2…a-1；

所述b個接地線電路的一端分別與不同的第三電感相連接，第j個?接地線電路與第j+1個接地線電路之間通過第j個連接電路相連接，所述b個接地線電路的另一端均與接地網相連接，j＝1,2…b-1；

其中，第n個第一電感為GIS管道的第n米段芯線的等效電感值，第n個第二電感為GIS管道的第n米段外殼內層的等效電感，第n個第三電感為GIS管道的第n米段外殼外層的等效電感，第n個第一電容為GIS管道的第n-1米處芯線對外殼的等效電容，第n個第二電容為GIS管道的第n-1米處外殼對地表的等效電容；

使用時，通過測量所需段中外殼外層對應的第三電感的電壓來獲得該段外殼外層的電位在VFTO下瞬態電位抬升情況。

所述b條接地線電路均由第四電感、第二電阻、第五電感及第三電阻組成，且第四電感的一端與任意一個第三電感的一端相連接，第四電感的另一端依次與第二電阻、第五電感及第三電阻后與接地網相連接；

所述b-1個連接電路均包括第六電感及第一電阻，第六電感的一端與第一電阻的一端相連接，第j個連接電路中第六電感的另一端與第j個接電線中第三電阻的一端相連接，第j個連接電路中第三電阻的另一端與接地網相連接，第j個連接電路中第一電阻的另一端與第j+1個接地線電路中第三電阻的一端相連接，第j+1個接地線電路中第三電阻的另一端與接地網相連接；