[發(fā)明專利]一種一二次融合配電開關(guān)高頻涌流輻射磁場仿真測試方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010397776.7 | 申請日： | 2020-05-12 |
| 公開（公告）號： | CN111579901A | 公開（公告）日： | 2020-08-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 段建東;路文超;李再男 | 申請（專利權(quán)）人： | 西安理工大學 |
| 主分類號： | G01R31/00 | 分類號： | G01R31/00;G01R31/327;G06F30/20 |
| 代理公司： | 西安弘理專利事務所 61214 | 代理人： | 弓長 |
| 地址： | 710048 陜*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 二次 融合 配電 開關(guān) 高頻 涌流 輻射 磁場 仿真 測試 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種一二次融合配電開關(guān)高頻涌流輻射磁場仿真測試方法，包括10kV配電系統(tǒng)高頻涌流模型、柱上開關(guān)及饋線自動化裝置(FTU)等效模型、輻射電磁場計算模型。通過模擬10kV配電系統(tǒng)投切電容器組，產(chǎn)生的高頻涌流干擾沿線路附近空間輻射到互感器和FTU。通過對輻射至互感器和FTU的信號進行分析，研究互感器和FTU側(cè)對于該輻射信號的相應，對于一二次融合柱上開關(guān)的設(shè)計防護及電網(wǎng)的穩(wěn)定運行有非常重要的意義。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電磁兼容測試仿真技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種一二次融合配電開關(guān)高頻涌流輻射磁場仿真測試方法。
背景技術(shù)
近年來隨著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)及智能裝備制造技術(shù)的大力發(fā)展，配電設(shè)備智能化的步伐正在加快。一二次融合配電開關(guān)實質(zhì)上相當于將一次開關(guān)設(shè)備和二次測量設(shè)備(電子式互感器和通信元件)封裝在一起，集成度提高。標準化智能單元不僅具有傳統(tǒng)功能，而且采樣線性度好、量程大、節(jié)省空間，還具有功率記錄等功能。
目前，隨著一二次融合配電開關(guān)的廣泛應用，以及融合程度的進一步加深，電磁干擾問題日益突出。由于開關(guān)工作情況惡劣，經(jīng)常流過高頻高幅值的電流，從而在開關(guān)附近激發(fā)出很強的瞬態(tài)磁場，導致開關(guān)通信失靈，控制誤動、拒動，以及電子式互感器測量到的電流電壓信號誤差較大。為了更好地保證二次智能配電開關(guān)的運行，防止二次設(shè)備因電磁干擾而正常使用，有必要對其產(chǎn)生的輻射干擾程度進行獲取和研究。
配電系統(tǒng)投切背靠背電容器產(chǎn)生高頻涌流是配電網(wǎng)中常見的過電流問題，該種涌流振蕩頻率可達4000赫茲，幅值可以達到數(shù)萬安培，極易對配電開關(guān)的二次部分造成影響。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種一二次融合配電開關(guān)高頻涌流輻射磁場仿真測試方法，并應用于配電系統(tǒng)用一二次融合配電開關(guān)電磁兼容特性研究中，著重關(guān)注在線路中傳播的高頻干擾信號對一二次融合智能開關(guān)二次回路部分的影響，提出通過搭建仿真模型等效模擬實際工況進行研究的測試方法。
配電線路上由于故障或開關(guān)操作產(chǎn)生的高頻高幅值信號經(jīng)線路流過開關(guān)一次側(cè)，在一次側(cè)導線的裸露部分會形成天線對外部產(chǎn)生輻射，部分信號經(jīng)過空間及裝置孔隙傳遞到二次側(cè)控制部分，磁場強度較大，會對控制回路產(chǎn)生影響，導致開關(guān)誤動作或拒動。通過配電系統(tǒng)涌流模型模擬投切電容器操作，產(chǎn)生高頻信號在線路模型上傳播，交變電流激發(fā)出瞬態(tài)磁場輻射至二次控制回路，可對輻射耦合至二次側(cè)的高頻磁場信號進行研究，分析頻譜特征。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種一二次融合配電開關(guān)高頻涌流輻射磁場仿真測試方法，包括以下步驟：
步驟1、建立10kV配電系統(tǒng)高頻涌流等效模型；
步驟2、建立柱上開關(guān)及饋線自動化裝置FTU等效實體模型；
步驟3、建立基于時域積分法的輻射電磁場計算模型，對高頻涌流流經(jīng)配電開關(guān)實體模型進行仿真，求解其空間磁場強度；
步驟4、利用頻譜分析法對磁場強度信號進行頻帶分解，得到磁場信號的主頻分布。
本發(fā)明的特點還在于，
高頻涌流等效模型是利用電磁暫態(tài)計算仿真軟件將電力元器件進行搭建的模型，利用理想電壓源，時控開關(guān)，電阻，電感及電容進行搭建；其中電壓源產(chǎn)生電壓幅值為10kV，頻率為50Hz，電阻、電感及電容參數(shù)可自行設(shè)置或根據(jù)實際工況進行設(shè)置，通過系統(tǒng)仿真模擬接近真實情況下產(chǎn)生的高頻涌流，電感、電阻和電容值的選取不同會影響到涌流的頻率和幅值，仿真涌流的振蕩頻率可由下式近似計算：
其中，f為涌流振蕩頻率，L為回路中電感值，C為回路中電容值；
工況包括但不限于投切三相電容、兩相電容器、單相電容器等。
柱上開關(guān)及饋線自動化裝置FTU等效實體模型具體為：
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