[發明專利]一種直流輸電系統平波電抗器空氣間隙確定方法及裝置

在審

• 申請號: 202010196486.6
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111523261A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 余占清;甘之正;曾嶸;莊池杰;聶子攀;張波;韓雪姣
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F111/10;G06F113/04
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張陸軍;張迎新

1.一種直流輸電系統平波電抗器空氣間隙確定方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

A:獲取所述平波電抗器空氣間隙的擊穿電壓預先設定值及參數變化閾值；

B:對所述平波電抗器的空氣間隙結構進行設計；

C:獲取所述設計的平波電抗器空氣間隙的擊穿電壓，并將所述擊穿電壓與所述擊穿電壓預先設定值進行比較，

若所述比較結果在預設范圍內，對所述設計的平波電抗器的空氣間隙進行驗證，

若所述比較結果不在預設范圍內，重復步驟A。

2.根據權利要求1所述的直流輸電系統平波電抗器空氣間隙確定方法，其特征在于，所述步驟A包括：

S1：建立目標直流輸電系統的電磁穩態模型，對穩態條件下平波電抗器的電極電壓進行計算、分析和仿真；

S2：根據穩態條件下平波電抗器的電極電壓，確定平波電抗器空氣間隙擊穿電壓的預先設定值及參數變化閾值。

3.根據權利要求2所述的直流輸電系統平波電抗器空氣間隙確定方法，其特征在于，所述步驟B包括：

S3：根據不同結構和尺寸的電極下空氣間隙放電的試驗參數，以及直流預電壓存在下的沖擊試驗結果，對平波電抗器空氣間隙結構進行設計。

4.根據權利要求3所述的直流輸電系統平波電抗器空氣間隙確定方法，其特征在于，所述步驟C包括：

S4：基于長間隙放電物理過程構建仿真模型對所述設計的平波電抗器的空氣間隙放電過程進行仿真，若間隙擊穿電壓的仿真值大于預先設定值，并沒有超過參數變化閾值，執行步驟S5；否則，執行步驟S2；

S5：搭建試驗平臺，對設計的平波電抗器空氣間隙進行驗證，在不同氣象條件和實際的電磁環境進行校正和確認，若驗證結果與設計結果一致，所述平波電抗器的空氣間隙確定；若驗證結果與設計結果不一致，執行步驟S6；

S6：對原長間隙放電物理過程構建仿真模型進行修正，重復步驟S3。

5.根據權利要求4所述的直流輸電系統平波電抗器空氣間隙確定方法，其特征在于，所述步驟S4，包括以下步驟：

S41:平波電抗器長空氣間隙放電物理仿真模型的建立；

S42:逐漸增大給定電極電壓或加入沖擊電壓波形，直至間隙擊穿，得出間隙擊穿電壓；

S43：判斷間隙擊穿電壓是否大于預先設定值。

6.根據權利要求5所述的直流輸電系統平波電抗器空氣間隙確定方法，其特征在于，所述S41步驟中平波電抗器長空氣間隙放電物理仿真模型的建立包括以下步驟：

S411：通過數值計算方法，計算給定電極電壓下的間隙電勢和電場分布，判斷初次電暈是否起始；

S412：計算初次電暈產生電荷ΔQ₀，

S413：判斷初次電暈產生電荷ΔQ₀和臨界電荷Q_crit的大小，

若ΔQ₀＞Q_crit，執行步驟S414，

若ΔQ₀≤Q_crit，執行步驟S411；

S414：給定先導發展起始參數，利用Rizk先導模型，計算先導頭部電位UItip(i)，UItip(i)滿足

UItip(i)＝1556/(1+(3.89/D))，

其中，D為間隙長度，i為先導-流注體系發展到第i步；

S415：利用BecerraCooray方法，計算流注長度I_s(i)和流注注入先導的電荷ΔQ(i)；

若流注注入先導的電荷ΔQ(i)＞0，執行步驟S416；

S416：計算先導長度增量ΔI＝ΔQ/ql和當前先導長度lleader(i)，判斷先導長度和流注長度之和與間隙長度D的大小，

若I_s(i)+lleader(i)＞D，執行步驟S417，

若I_s(i)+lleader(i)≤D，執行步驟S414；

S417：逐漸增大給定電極電壓或加入沖擊電壓波形，直至間隙擊穿，判斷間隙擊穿電壓是否大于預先設定值。