[發(fā)明專利]一種GIS分支母線三相外殼及接地環(huán)流計(jì)算和分析方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210239582.3
• 申請(qǐng)日: 2022-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN115186618A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張埡琦;韓永霞;黃文濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東技術(shù)師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/392
• 分類號(hào): G06F30/392;G06F30/398
• 代理公司: 廣州藍(lán)晟專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44452
• 代理人: 歐陽(yáng)凱

本發(fā)明公開了一種GIS分支母線三相外殼及接地環(huán)流計(jì)算和分析方法，包括如下步驟：S1、根據(jù)GIS分支母線的三相外殼及接地環(huán)流產(chǎn)生機(jī)理，采用有限元仿真方法構(gòu)建GIS分支母線及接地支架三維模型并計(jì)算模型參數(shù)；S2、基于有限元計(jì)算結(jié)果，搭建三相分支母線導(dǎo)線及外殼相互耦合的完整電磁暫態(tài)仿真模型；S3、根據(jù)計(jì)算得到的GIS分支母線三相外殼及接地環(huán)流分析GIS分支母線外殼環(huán)流及接地環(huán)流幅值與接地點(diǎn)之間的關(guān)系特征。本發(fā)明采用有限元及電磁暫態(tài)仿真相結(jié)合，利用有限元仿真計(jì)算實(shí)際分支母線模型參數(shù)，基于此參數(shù)搭建獨(dú)立的三相導(dǎo)線及外殼相互耦合的完整電磁暫態(tài)仿真模型，可以準(zhǔn)確計(jì)算出GIS分支母線三相外殼及接地環(huán)流，并對(duì)其特征進(jìn)行進(jìn)一步分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于接地環(huán)流計(jì)算和分析方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種GIS分支母線三相外殼及接地環(huán)流計(jì)算和分析方法。

背景技術(shù)

隨著電力系統(tǒng)中電壓等級(jí)的提升，GIS全封閉式氣體絕緣開關(guān)設(shè)備作為一種運(yùn)行可靠安全且占地面積小的開關(guān)設(shè)備已成為多種電壓等級(jí)系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。由于GIS本身結(jié)構(gòu)的緊湊化程度較高，在其正常運(yùn)行時(shí)，GIS三相外殼與相應(yīng)內(nèi)部導(dǎo)體之間以及不同相導(dǎo)體之間的電磁耦合產(chǎn)生了一定的感應(yīng)電壓。同時(shí)，GIS殼體、架臺(tái)、接地網(wǎng)或跨接于相間的短接裝置，從而導(dǎo)致GIS外殼及接地環(huán)流的產(chǎn)生。

感應(yīng)的環(huán)流能導(dǎo)致殼外設(shè)備的局部發(fā)熱，并產(chǎn)生很大的系統(tǒng)損耗，加速設(shè)備絕緣惡化，減少設(shè)備使用壽命。此外，較大的外殼環(huán)流也會(huì)對(duì)設(shè)備的抗震性產(chǎn)生一定的影響。因此，精確的GIS外殼及接地環(huán)流建模方法能夠?yàn)橄鄳?yīng)的減小環(huán)流措施的提出，以及輸電線路接地方案設(shè)計(jì)提供有效的參考。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外針對(duì)GIS母線感應(yīng)電壓及外殼環(huán)流進(jìn)行了一些研究，早期有學(xué)者提出了GIS和GIL外殼環(huán)流及損耗的簡(jiǎn)化模型和估算方法，之后許多學(xué)者均根據(jù)電流互感器簡(jiǎn)化原理建立了基于T型簡(jiǎn)化電路的GIS電磁暫態(tài)仿真模型。此外還有學(xué)者提出GIS斷路器場(chǎng)路耦合模型以及大型KCL網(wǎng)絡(luò)方程模型等。在建模過程中，模型參數(shù)的計(jì)算和線路模型是影響最后模型計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確度的重要因素，其中，三相導(dǎo)線與三相外殼之間產(chǎn)生的互感是造成分支母線產(chǎn)生感應(yīng)電壓及環(huán)流的主要原因。

因此，結(jié)合有限元仿真方法，根據(jù)實(shí)際參數(shù)建立分支母線的三維仿真模型，并針對(duì)線路不同位置的三相布置方式準(zhǔn)確計(jì)算其模型參數(shù)，同時(shí)考慮三相電流相位差對(duì)各相GIS分支母線外殼感應(yīng)電壓產(chǎn)生的影響能夠更準(zhǔn)確的描述出GIS分支母線在運(yùn)行過程中的實(shí)際外殼及接地環(huán)流情況。為此，我們提出一種GIS分支母線三相外殼及接地環(huán)流計(jì)算和分析方法，以解決上述背景技術(shù)中提到的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種GIS分支母線三相外殼及接地環(huán)流計(jì)算和分析方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種GIS分支母線三相外殼及接地環(huán)流計(jì)算和分析方法，包括如下步驟：

S1、根據(jù)GIS分支母線的三相外殼及接地環(huán)流產(chǎn)生機(jī)理，采用有限元仿真方法構(gòu)建GIS分支母線及接地支架三維模型并計(jì)算其模型參數(shù)；

S2、基于有限元計(jì)算結(jié)果，分別搭建三相分支母線導(dǎo)線及外殼相互耦合的完整電磁暫態(tài)仿真模型；

S3、根據(jù)計(jì)算得到的GIS分支母線三相外殼及接地環(huán)流分析GIS分支母線外殼環(huán)流及接地環(huán)流幅值與接地點(diǎn)之間的關(guān)系特征，為接地引下線和短接排的設(shè)置提供參考。

在搭建三相導(dǎo)線及外殼相互耦合的電磁暫態(tài)仿真模型時(shí)，三相外殼及各自導(dǎo)線電流回路具有相對(duì)獨(dú)立性，無(wú)直接電氣連接

考慮了三相電位差對(duì)同一外殼感應(yīng)電壓造成的疊加影響，每相GIS分支母線外殼電路將分別與三相導(dǎo)線電流進(jìn)行磁場(chǎng)耦合。