【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力系統的建模和仿真，涉及一種電壓互感器涌流故障模擬仿真平臺建立方法。
技術介紹
1、我國6～35kv配電網規模龐大、構造復雜，為降低停工影響并提升電力供應穩定性，一般選擇中性點不直接接地的方式。容易發生單相接地故障，可能導致電壓互感器的保險絲熔化或損壞，從而引發單相接地問題的進一步擴展，形成更多相位間的連通，進而放大災害的影響，產生更嚴重的后果。傳統方法主要是在電壓互感器高壓側中性點接地處接入消諧器，以將系統參數遠超鐵磁諧振范圍為原理消除諧振降低電壓互感器的損壞情況，但效果并不明顯，甚至出現消諧器連同電壓互感器一起燒毀的情況。通過實際情況可以證明，當前采用的電壓互感器高壓側中性點保護措施有一定的缺陷，不能有效防范電壓互感器高壓保險的熔斷甚至導致本體的損壞。
2、近年來，在從新研究探討后得出，配電網系統單相接地故障恢復后產生的涌流是電壓互感器損壞的主要原因，當發生單相接地故障時，故障相電壓變為零，非故障相電壓升高至線電壓，其對地電容會充上線電壓下的電荷量。接地故障持續時，在線電壓的作用下，電荷以故障接地點為通路在導線和大地之間流通，形成了電容電流。當接地故障消失后就切斷了導線對地電容上電荷和大地的通路，此時各線對地電壓需要恢復到正常工作相電壓的水平，而原先非故障相的線路電容是充以線電壓下的電荷。由于接地點已經被切斷，自由電荷只有通過電壓互感器的一次繞組泄往大地，若自由電荷過多，在泄往大地的過程中會引起電壓互感器鐵芯飽和，在工頻電源電壓下將出現很大的涌流，會導致電壓互感器高壓保險的熔斷，嚴重時會使電壓互感
3、然而，目前對于配電網系統單相接地故障恢復后產生的涌流大小和其影響因素的計算以及采用各種保護裝置對其抑制效果的計算一直缺乏工程上簡單實用的方法和工具。該系統所產生的涌流大小標準與6～35kv等級配電網各模塊標準有較大關聯，但與其他等級配電網關聯很小。使用emtp建模時，難點在于將電源模塊、電壓互感器模塊、線路模塊及保護裝置模塊正確可靠的連接起來，使各模塊參數修改簡單、裝置更換便捷。由于線路等多種因素對配電網系統所產生涌流大小有較大影響，參數雜多且暫態特征模糊不清，使得計算過程冗雜且難以確定，因此需要一個可以反映暫態特征且能夠將各模塊組合在一起、快速更改參數和裝置及能夠快速計算的涌流故障模擬仿真平臺。
技術實現思路
1、針對現有技術中的上述不足，本專利技術提供的一種電壓互感器涌流故障模擬仿真平臺建立方法，解決了現有技術中無法根據多種線路因素計算配電網系統所產生涌流大小問題。
2、為了達到上述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案為：一種電壓互感器涌流故障模擬仿真平臺建立方法，包括如下步驟：
3、s1、對配電網進行等值簡化并建立配電網系統模型；
4、配電網系統模型包括電源模塊、電壓互感器模塊、線路模塊和保護裝置模塊，且配電網系統模型為中性點不直接接地的電路模型；
5、s2、根據配電網系統模型中的參數表達式，建立單相接地故障消失后非故障狀態與故障附加狀態的疊加方程；
6、s3、根據疊加方程，得到配電網系統模型中的各模塊對配電網系統模型產生的涌流的抑制效果。
7、上述方案的有益效果是：本專利技術在emtp/atp中建立6～35kv等級配電網模型，設置單相接地故障，從仿真得到電壓互感器產生涌流的大小；通過對該模型不同參數的設置得到不同因素對涌流大小的影響，在該模型的電壓互感器高壓側中性點o2處加裝抑制裝置，從仿真得到各裝置對系統所產生涌流的抑制效果。在保證仿真精度的同時，具有較高的靈活性，參數的修改調整和各個模塊的應用轉換簡便易行，便于工程例行計算。
8、進一步地，s1中，電源模塊連接方式為將三相有效電源連接成為中性點；
9、電壓互感器模塊中的伏安特性和基本參數為根據預設參數設置的；
10、線路模塊中任意一項中布置接地時控開關；
11、保護裝置模塊為電壓互感器模塊的高壓側中性點處加裝消諧器，或者，涌流抑制器得到的。
12、進一步地，s1之前，該方法還包括：
13、根據不同型號的電壓互感器對不同的鐵芯飽和情況，確定預設參數。
14、進一步地，s2，具體包括：
15、s21、根據配電網系統模型中的參數表達式，建立發生單相接地故障時流過故障點的電容電流表達式；
16、s22、將電容電流表達式轉換為瞬時表達式，并對瞬時表達式進行拉普拉斯變換，得到第一拉普拉斯表達式；
17、s23、將單相故障消失后的等效暫態電路表達式進行簡化并進行拉普拉斯變換，得到第二拉普拉斯表達式；
18、s24、將第一拉普拉斯表達式和第二拉普拉斯表達式進行合并，并進行反拉普拉斯變換，得到暫態電路的電壓互感器端電壓表達式；
19、s25、確定并聯電路的自由振蕩角頻率，并對電壓互感器端電壓表達式進行簡化，得到簡化后的電壓互感器端電壓表達式；
20、s26、將阻尼系數引入簡化后的電壓互感器端電壓表達式，得到初始疊加方程；
21、s27、根據磁鏈關系式，對初始疊加方程進行積分，得到疊加方程。
22、進一步地，電壓互感器模塊使用分段線性化法在emtp基于saturable?1phase元件仿真建立；
23、saturable?1phase元件為由高壓側主線圈和低壓側次級線圈構成的可飽和電壓互感器。
24、進一步地，保護裝置模塊分別在emtp基于type-92元件和type-97元件仿真建立；
25、type-92元件為基于壓敏電阻的消諧器，type-97元件為基于流敏電阻的涌流抑制器。
26、進一步地，電流表達式為：
27、
28、其中，表示發生單相接地故障時流過故障點的電容電流，表示系統的a相等效電源，j表示虛數單位，ω表示系統電流角頻率，c0表示系統線路對地電容，lpt表示電壓互感器高壓繞組等效電感；
29、第一拉普拉斯表達式為：
30、
31、其中，i(s)表示電流的拉普拉斯變換結果，im表示互感器的額定電流，e表示自然常數，j表示虛數單位，表示故障消失時電壓相角，s表示變換參數，ω表示系統電流角頻率；
32、第二拉普拉斯表達式為：
33、
34、其中，z(s)表示系統阻抗函數，s表示變換參數，lpt表示電壓互感器高壓繞組等效電感，c0表示系統線路對地電容；
35、電壓互感器端電壓表達式為：
36、
37、其中，u(t)表示互感器輸出端瞬時電壓函數，em表示互感器的額定電壓，ω表示系統電流角頻率，t表示時間，表示故障消失時電壓相角，lpt表示電壓互感器高壓繞組等效電感，c0表示系統線路對地電容；
38、自由振蕩角頻率為：
39、
40、其中，ω′本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種電壓互感器涌流故障模擬仿真平臺建立方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1中，所述電源模塊連接方式為將三相有效電源連接成為中性點；
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述S1之前，所述方法還包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2，具體包括：
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述電壓互感器模塊使用分段線性化法在EMTP基于Saturable?1phase元件仿真建立；
6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述保護裝置模塊分別在EMTP基于Type-92元件和Type-97元件仿真建立；
7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述電流表達式為：
【技術特征摘要】
1.一種電壓互感器涌流故障模擬仿真平臺建立方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述s1中，所述電源模塊連接方式為將三相有效電源連接成為中性點；
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述s1之前，所述方法還包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述s2，具體包括：
【專利技術屬性】
技術研發人員：田毅，張兆鈞，黃君堂，張芳源，朱永燦，黃新波，
申請(專利權)人：西安工程大學，
類型：發明
國別省市：
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