【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于隔離開關分合閘狀態判斷，具體涉及一種基于殼體暫態電位及電流的隔離開關分合閘狀態判斷方法。
技術介紹
1、當隔離開關進行倒閘操作時，由于觸頭的運動速度慢，且沒有滅弧裝置，在觸頭間會發生多次重擊穿。由于電氣元件的電容電感特性，每次擊穿時，在線路上都會產生含有多種頻率成分的暫態電壓波。這些電壓波在傳播過程中，遇到波阻抗不連續的節點時，會發生折射和反射，經過多次折反射之后，最終形成快速暫態過電壓，即vfto。
2、vfto具有幅值高、頻率成分多、陡度大、持續時間短等特點。其幅值可達到2.5p.u，頻率一般在幾khz到上百mhz，波頭大約在3～20ns。由于vfto的這些特性，很可能對gis的本體絕緣及帶繞組的設備，如變壓器等造成損害。國內外均發生過因隔離開關的操作而引發設備的絕緣擊穿事故，究其原因都是因為在隔離開關操作時產生了幅值較高的vfto，如2001年某地電廠一臺主變壓器損壞，經分析認為可能是vfto造成的；2009年，國內某500kvgis在操作隔離開關時引發斷路器并聯電容爆炸；巴西某變電站在運行初期，曾因隔離開關例行操作產生的vfto造成500kv油紙套管的炸裂和變壓器故障。可見，vfto是影響變電站設備絕緣的重要因素。
3、gis與套管的連接處屬于多導體傳輸線模型，如圖1所示：第一條由母線外表面和殼體內表面之間形成的傳輸線z1；第二條由殼體外表面和大地之間形成的傳輸線z2；第三條由架空線和大地之間形成的傳輸線z3。由于電磁波的高頻特性，絕大部分電磁波都局限在gis殼體內部，當vfto傳播
4、目前，iec絕緣配合中尚未確定vfto試驗的典型波形及標準耐受電壓，更沒有對tev標準進行數值規定，一般是將vfto與雷電沖擊耐受電壓水平進行比較，而對tev描述是，由其而產生的暫態電磁場，只要對二次設備不造成干擾即可，建議隔離開關操作產生的tev幅值不應超過50kv。
5、tev是由gis中隔離開關操作產生的，在分閘和合閘過程中，tev會表現出不同的差異，可通過對比tev特性的不同來判斷隔離開關分合閘狀態。
技術實現思路
1、本專利技術的主要目的在于提供基于殼體暫態電位及電流的隔離開關分合閘狀態判斷方法，通過對比tev特性的不同來判斷隔離開關分合閘狀態。
2、為達到以上目的，本專利技術提供一種基于殼體暫態電位及電流的隔離開關分合閘狀態判斷方法，通過gis殼體的數據進行判斷，包括以下步驟：
3、步驟s1：進行gis內部暫態電路的建立；
4、步驟s2：進行gis外部暫態電路的建立；
5、步驟s3：進行gis隔離開關操作產生的tev仿真計算；
6、步驟s4：進行基于殼體暫態電位及電流的隔離開關分合閘位置判斷。
7、作為上述技術方案的進一步優選的技術方案，步驟s1具體實施為以下步驟：
8、步驟s1.1：建立集中電感暫態模型(電感的電路模型如圖2所示)：
9、對于集中參數電感l，電感的壓降ul(t)和流過的電流ikm(t)存在如下關系：
10、
11、用數值計算方法，將時間離散成一系列時間間隔δt很小的時段，根據t-δt時刻的ul(t-δt)和ikm(t-δt)來求t時刻的ul(t)和ikm(t)，為此，把上式改寫成為從t-δt到t的積分形式，進一步求解得到：
12、
13、對上式右邊用梯形法進行積分后獲得：
14、
15、又ul(t)＝uk(t)-um(t)，則上式寫為：
16、
17、從而獲得(圖3所示的)對應的等值電路；
18、(由圖3可知)等值電路中只包含電阻rl和電流源il(t-δt)，進一步利用上式求得前一時刻的電流ikm(t-δt)，從而得到電流源的遞推公式為：
19、
20、步驟s1.2：建立集中電容暫態模型(根據前文集中電感暫態模型的推導方法，同樣將電容等效成電阻和電流源并聯形式的諾頓電路，其等值計算電路如圖4所示)：
21、電流源的遞推公式為
22、
23、式中為等值電阻；
24、步驟s1.3：建立集中電阻暫態模型(集中電阻暫態模型的推導方法同上，在等效模型上唯一不同的是集中電阻沒有電流源，或者將電流源看作0)；
25、步驟s1.4：建立母線的bergeron等效模型(圖5(a)所示為均勻無損傳輸線)：
26、對于均勻無損傳輸線，其長度為l，波阻抗為z，始端(x＝0)和末端(x＝l)的電壓和電流分別為uk(t)，um(t)，ikm(t)，imk(t)，端點上電流的正方向假設都是由端點流向電路；
27、根據波理論，首端在t-τ時發出的前行混合波將于t時刻到達線路的末端，因此線路末端t時刻的電壓和電流用t-τ時首端的電壓和電流表示，即：
28、uk(t-τ)+zikm(t-τ)＝um(t)+z[-imk(t)]；
29、也就是：
30、
31、如果令：
32、
33、得到：
34、
35、根據上式得到(如圖5(b)所示的)線路末端m在時刻t的等值計算電路，其中z等于線路波阻抗的電阻，計算公式為l和c分別是線路的單位電感和單位對地電容，im(t-τ)是等值歷史電流源，由線路始端在時刻t-τ的電壓uk(t-τ)和電流ikm(t-τ)決定；
36、同理，根據反行混合波的概念，端點k處t時刻的電壓和電流用t-τ時端點m處的電壓和電流表示，將其寫成諾頓電路的形式為：
37、
38、根據上式得到(如圖5(b)所示的)導線端點k在時刻t的等值電路，將等值計算公式和相結合，就構成單相均勻無損線路完整的暫態等值計算電路；
39、(利用上文集中電感和集中電容等值電流源遞推公式的推導方法，同理)得到單相均勻無損線路等值電流源的遞推公式為：
40、
41、作為上述技術方案的進一步優選的技術方案，步驟s2具體實施為以下步驟：步驟s2.1：(由圖7可知)gis的外殼彼此間存在電磁耦合，由于殼體的水平布置，殼體波阻抗矩陣具有對稱性，采用對稱分量法，通過相模變換將波阻抗矩陣由相量轉化為模量，去除彼此間的耦合：
42、gis三相殼體波阻抗矩陣為：
43、
44、經過相模變換后為：<本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于殼體暫態電位及電流的隔離開關分合閘狀態判斷方法，通過GIS殼體的數據進行判斷，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于殼體暫態電位及電流的隔離開關分合閘狀態判斷方法，其特征在于，步驟S1具體實施為以下步驟：
3.根據權利要求2所述的一種基于殼體暫態電位及電流的隔離開關分合閘狀態判斷方法，其特征在于，步驟S2具體實施為以下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種基于殼體暫態電位及電流的隔離開關分合閘狀態判斷方法，其特征在于，步驟S3具體實施為以下步驟：
5.根據權利要求4所述的一種基于殼體暫態電位及電流的隔離開關分合閘狀態判斷方法，其特征在于，步驟S4具體實施為：
【技術特征摘要】
1.一種基于殼體暫態電位及電流的隔離開關分合閘狀態判斷方法，通過gis殼體的數據進行判斷，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于殼體暫態電位及電流的隔離開關分合閘狀態判斷方法，其特征在于，步驟s1具體實施為以下步驟：
3.根據權利要求2所述的一種基于殼體暫態電位及電流的隔離開...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鮑建飛，汪澤州，陳剛，雷健新，李豹，張依辰，王晨波，李想，周弘毅，孫帥，
申請(專利權)人：國網浙江省電力有限公司海鹽縣供電公司，
類型：發明
國別省市：
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