[發(fā)明專利]一種開關(guān)類設(shè)備操作強電磁騷擾特性分析方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210166746.4
• 申請日: 2022-02-23
• 公開（公告）號: CN114417677A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅娟;陳戈;許晶晶;董明明;曹博
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/27;G06F17/18;G06K9/62
• 代理公司: 蘇州拓云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32344
• 代理人: 李鋒

本發(fā)明提供一種開關(guān)類設(shè)備操作強電磁騷擾特性分析方法，包括以下步驟：暫態(tài)強電磁騷擾的測量；研究AIS和GIS變電站開關(guān)類設(shè)備操作下傳導(dǎo)、耦合和輻射暫態(tài)電磁騷擾的產(chǎn)生機(jī)理、傳播途徑和分布規(guī)律；通過大量實測，研究AIS及GIS變電站高壓場域二次設(shè)備安裝關(guān)鍵位置電磁騷擾時域、頻域分布規(guī)律，給出變電站關(guān)鍵位置騷擾的具體特征；研究開關(guān)類設(shè)備操作強電磁騷擾對典型二次設(shè)備致?lián)p的作用機(jī)理，以及在此工況下二次設(shè)備敏感元器件的易損性評估及失效敏感度分析，將不同的二次設(shè)備分類并發(fā)展相應(yīng)的易損性評估方法。本發(fā)明提供了對開關(guān)類設(shè)備操作強電磁騷擾特性及對二次設(shè)備運行狀態(tài)影響分析研究模型和方法，對二次設(shè)備正常安全運行具有重大參考價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種開關(guān)類設(shè)備操作強電磁騷擾特性分析方法。

背景技術(shù)

隨著電力工業(yè)迅速發(fā)展、變電站電壓等級不斷提高，基于微電子檢測技術(shù)和計算機(jī)控制技術(shù)的弱電設(shè)備被越來越廣泛地應(yīng)用于變電站，電磁兼容不再僅僅是一個與電氣利用相關(guān)的技術(shù)問題，而已成為一個對社會安全穩(wěn)定、生存環(huán)境的質(zhì)量保障等具有重要意義的社會、經(jīng)濟(jì)問題。智能電網(wǎng)是將先進(jìn)的傳感測量技術(shù)，信息通信技術(shù)、分析決策技術(shù)自動控制技術(shù)和能源電力技術(shù)相結(jié)合，并與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。基于電子技術(shù)的電力智能器件是電網(wǎng)安全運行和精確控制的“眼睛和耳朵”，是智能電網(wǎng)中最基礎(chǔ)、最核心的智能電力設(shè)備構(gòu)成之一。近年來，隨著智能電網(wǎng)的飛速發(fā)展，國網(wǎng)公司提出了測量范圍更廣，設(shè)備更小型化、智能化的需求，單純傳統(tǒng)一次設(shè)備技術(shù)已無法適用，光、機(jī)、電多學(xué)科交叉孕育的一二次融合結(jié)構(gòu)的智能電力設(shè)備技術(shù)應(yīng)運而生。

現(xiàn)有技術(shù)中多個高校或研究機(jī)構(gòu)對不同電壓等級的空氣絕緣變電站和氣體絕緣變電站暫態(tài)電磁場理論計算、測量及二次設(shè)備電磁干擾均展開了大量的研究工作。華北電力大學(xué)對500kV變電站開關(guān)操作產(chǎn)生的暫態(tài)場及二次電纜的耦合機(jī)理進(jìn)行了深入的研究，計算了考慮土壤效應(yīng)的500kV空氣絕緣變電站暫態(tài)電磁環(huán)境數(shù)值的預(yù)測方法，但是該模型里對隔離開關(guān)的模型等效較為簡單，缺少對隔離開關(guān)操作產(chǎn)生的電磁環(huán)境研究，并且未考慮變電站內(nèi)金屬構(gòu)架的影響；對二次電纜在變電站開關(guān)暫態(tài)場中的耦合機(jī)理進(jìn)行了研究，提出了基于火花放電通道原理的時變電阻和電感的電弧模型，并研究了電纜溝內(nèi)暫態(tài)場的強度，但是其電弧時變電阻模型主要基于對500kV變電站電弧電阻擬合獲得，對于110kV的變電站的適用性還有待研究。武漢高壓所對變電站電磁環(huán)境特性進(jìn)行了測量與分析，獲得了500kV和750kV變電站無線電干擾水平及母線下地面電場數(shù)值范圍。從以上研究可以看出，不同電壓等級的變電站暫態(tài)電磁環(huán)境具有較大差別，但是隔離開關(guān)操作產(chǎn)生的暫態(tài)電磁環(huán)境是最嚴(yán)重的，也是目前變電站暫態(tài)電磁環(huán)境研究重點。而據(jù)國網(wǎng)公司運行統(tǒng)計，自2000年以來110kV以上電子式互感器故障206臺次，其中以絕緣和電磁干擾引起的故障率最高，因此需要有效的手段對開關(guān)類設(shè)備操作強電磁騷擾特性及對二次設(shè)備運行狀態(tài)影響分析研究。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)種的問題，本發(fā)明提供一種開關(guān)類設(shè)備操作強電磁騷擾特性分析方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種開關(guān)類設(shè)備操作強電磁騷擾特性分析方法，包括以下步驟：

步驟1：暫態(tài)強電磁騷擾的測量，包括利用倒置式電容分壓器測量暫態(tài)過電壓、利用羅氏線圈和無源RC積分器測量暫態(tài)大電流、利用電場測量系統(tǒng)測量脈沖電場、利用磁場測量系統(tǒng)測量脈沖磁場；

步驟2：研究AIS和GIS變電站開關(guān)類設(shè)備操作下傳導(dǎo)、耦合和輻射暫態(tài)電磁騷擾的產(chǎn)生機(jī)理、傳播途徑和分布規(guī)律；

當(dāng)GIS中開關(guān)操作時會產(chǎn)生操作過電壓，VFTO行波會在GIS中產(chǎn)生多次折反射，當(dāng)波在GIS的外殼上傳播時就會向其外部空間產(chǎn)生輻射電磁場，可以建立GIS的多導(dǎo)體傳輸線模型，多導(dǎo)體傳輸線模型由三部分組成：

1)由母線外表面和殼體內(nèi)表面形成的傳輸線Z1；

2)由架空線和大地之間形成的傳輸線Z2；

3)由殼體外表面和大地之間形成的傳輸線Z3；