[發明專利]一種開關操作導致電力系統一次側過電壓的評估方法

有效

• 申請號: 201510536699.8
• 申請日: 2015-08-27
• 公開（公告）號: CN105186491B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 嵇建飛;錢佳斌;魏廣進;王立輝
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;江蘇省電力公司;江蘇省電力公司電力科學研究院;東南大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 耿英,董建林

1.一種開關操作導致電力系統一次側過電壓的評估方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟(A)，根據智能變電站的啟動調試方案，選取電力系統中的單變單回路運行方式；

步驟(B)，確定單變單回路中的一次設備的等效模型，一次設備的等效模型分別為分布參數的線路模型、集中參數的設備模型和可重復擊穿的隔離開關模型；

步驟(C)，根據電磁暫態過程計算程序EMTP，構建電力系統中單變單回路的電網結構等效模型，模擬由開關操作引起的特快速暫態過電壓；

步驟(D)，對單變單回路中各個節點進行電壓電流解算，確定電力系統一次側的各個設備上的瞬態過電流和過電壓的特征水平，得出開關操作過電壓的特征水平。

2.根據權利要求1所述的開關操作導致電力系統一次側過電壓的評估方法，其特征在于：步驟(A)，根據變電站啟動調試方案，選取電力系統中的單變單回路運行方式，單變單回路內的一次設備包括主變壓器、避雷器、母線、隔離開關、電壓互感器、電流互感器，所述主變壓器上變換產生的電壓波依次通過架空線、避雷器、電壓互感器、母線、電流互感器、隔離開關，隔離開關與斷路器之間的GIS導電桿，各一次設備均有對應的等效模型。

3.根據權利要求1所述的開關操作導致電力系統一次側過電壓的評估方法，其特征在于：步驟(B)，確定單變單回路中的一次設備的等效模型，分別為分布參數的線路模型、集中參數的設備模型和可重復擊穿的隔離開關模型，包括以下步驟，

(B1)特快速暫態過電壓的最小波長在10米以下，與母線、架空線路和GIS導電桿的長度在同一個數量等級，母線、架空線路和GIS導電桿，采用帶波阻抗的均勻傳輸線模型；

(B2)對掛靠在母線及線路上的一次設備，包括主變壓器、電壓互感器、電流互感器、套管和避雷器，其電氣長度小于騷擾信號的波長，采用集總元件參數表示，其中主變壓器采用等效電感及入口電容表示；套管、避雷器、電壓互感器采用對地的集中電容表示；電流互感器用等效電感表示；

(B3)可重復擊穿的隔離開關模型，用于模擬開關操作開合過程中，電弧的熄滅與重燃，同時，對SF₆的介質恢復強度作線性模擬。

4.根據權利要求3所述的開關操作導致電力系統一次側過電壓的評估方法，其特征在于：(B1)采用帶波阻抗的均勻傳輸線模型，母線的波阻抗為350Ω，電壓波波速為光速；架空線路和GIS導電桿的波阻抗為50Ω，電壓波波速為光速的一半。

5.根據權利要求1所述的開關操作導致電力系統一次側過電壓的評估方法，其特征在于：步驟(C)，根據電磁暫態過程計算程序EMTP，構建電力系統中單變單回路的電網結構等效模型，模擬由開關操作引起的特快速暫態過電壓，隔離開關模型的分合條件的判斷，取決于動靜觸頭間的電弧熄滅和重燃，包括以下步驟，

(C1)列出交流電弧的熄滅和重燃的兩個條件，1)交流電弧電流過零即熄?。?)閘刀間電壓大于隔離開關弧隙介質恢復強度且閘刀處于分位，電弧重燃；

(C2)在均勻電場中，弧隙介質恢復強度U_b，根據公式(1)得到，

U_b＝885pd+0.5 (1)

其中，p為GIS設備的內部壓強，d為動靜觸頭間距。

6.根據權利要求1所述的開關操作導致電力系統一次側過電壓的評估方法，其特征在于：步驟(D)，對單變單回路中各個節點進行電壓電流解算，確定電力系統一次側的各個設備上的瞬態過電流和過電壓的特征水平，包括隔離開關模型兩側的電壓分布分析、開關側的短線殘余電壓分布分析、電流互感器的一次側電流分布分析、母線電壓分布分析、變壓器側的電壓分布分析。