CN111475922A - 一种发电厂升压站主变合闸过电压仿真建模方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发电厂升压站主变合闸过电压仿真建模方法，包括：获取发电厂升压站接线图、一次设备空间布置图、六氟化硫封闭式组合电器尺寸参数、变压器绕组参数；建立变压器分布参数模型；用时控开关模拟断路器和刀闸，采用电弧元件模拟隔离刀闸分合闸过程中的电弧；建立发电厂六氟化硫封闭式组合电器升压站电磁暂态模型，对多种运行方式下的主变操作过电压进行计算；若存在过电压超标情况，通过改变六氟化硫封闭式组合电器结构、加装避雷器、六氟化硫封闭式组合电器磁环方式进行过电压限制并对限制效果进行计算。本发明实现了对发电厂六氟化硫封闭式组合电器升压站主变合闸过电压的精确模拟，有利于开展主变操作过电压水平评估及升压站优化设计。

Description

一种发电厂升压站主变合闸过电压仿真建模方法
技术领域
本发明属于电力系统电磁暂态计算技术领域，尤其涉及一种发电厂升压站主变合闸过电压仿真建模方法。
背景技术
由于场地限制，当前水电站升压站大多采用六氟化硫封闭式组合电器设计，在六氟化硫封闭式组合电器升压站开关或隔离刀闸操作过程中易发生快速暂态过电压，快速暂态过电压在六氟化硫封闭式组合电器中发生反射使得过电压形态复杂无法用解析方式估算，快速暂态过电压会对升压站一次设备，尤其是主变的绝缘造成威胁。准确评估发电厂六氟化硫封闭式组合电器升压站主变操作过电压水平，评估各种过电压措施限制措施的有效性，对于保证主变安全稳定运行具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种发电厂升压站主变合闸过电压仿真建模方法，为评估发电厂六氟化硫封闭式组合电器升压站操作过电压水平和采取有效防治措施提供量化分析数据，防止因六氟化硫封闭式组合电器操作过电压导致的变压器绝缘损坏事故。
本发明提供了一种发电厂升压站主变合闸过电压仿真建模方法，包括如下步骤：
步骤1，获取发电厂升压站接线图、一次设备空间布置图、六氟化硫封闭式组合电器尺寸参数、变压器绕组参数；
步骤2，采用电缆-管道元件建立六氟化硫封闭式组合电器模型，通过电容、电感、电阻元件建立变压器分布参数模型；
步骤3，用时控开关模拟断路器和刀闸，采用电弧元件模拟隔离刀闸分合闸过程中的电弧；
步骤4，建立发电厂六氟化硫封闭式组合电器升压站电磁暂态模型，对多种运行方式下的主变操作过电压进行计算；
步骤5，根据计算结果判断过电压是否超标，若存在过电压超标情况，通过改变六氟化硫封闭式组合电器结构、加装避雷器、六氟化硫封闭式组合电器磁环方式进行过电压限制并对限制效果进行计算。
进一步地，所述步骤3包括：
对隔离刀闸分合闸过程中电弧多次击穿-熄灭-重燃过程进行模拟，以对六氟化硫封闭式组合电器隔离刀闸操作过程进行精确模拟及主变过电压的准确计算。
借由上述方案，通过发电厂升压站主变合闸过电压仿真建模方法，建立发电厂六氟化硫封闭式组合电器升压站的分布参数模型，对各种运行方式下主变的操作过电压进行仿真计算，通过仿真结果评估是否穿在导致变压器绝缘损坏的过电压，并对各种过电压限制措施的有效性进行计算。实现了对发电厂六氟化硫封闭式组合电器升压站主变合闸过电压这一复杂电磁暂态过程的精确模拟，有利于开展主变操作过电压水平评估及升压站优化设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明发电厂升压站主变合闸过电压仿真建模方法的流程图；
图2是变压器绕组梯形等值分布电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参图1所示，本实施例提供了一种发电厂升压站主变合闸过电压仿真建模方法，包括如下步骤：
步骤S1，获取发电厂升压站接线图、一次设备空间布置图、六氟化硫封闭式组合电器尺寸参数、变压器绕组参数。本实施例不直接建立六氟化硫封闭式组合电器、变压器的集中参数模型，而是通过收集发电厂升压站接线图、一次设备空间布置图、六氟化硫封闭式组合电器尺寸参数、变压器绕组参数，在PSCAD中建立发电厂升压站的分布参数模型。
步骤S2，采用电缆-管道元件建立六氟化硫封闭式组合电器模型，通过电容、电感、电阻元件建立变压器分布参数模型。
步骤S3，用时控开关模拟断路器和刀闸，采用电弧元件模拟隔离刀闸分合闸过程中的电弧。通过搭建电弧模型，可实现对隔离刀闸分合闸过程中电弧多次击穿-熄灭-重燃过程的模拟，实现对六氟化硫封闭式组合电器隔离刀闸操作过程的精确模拟及主变过电压的准确计算。
步骤S4，建立发电厂六氟化硫封闭式组合电器升压站电磁暂态模型，对多种运行方式下的主变操作过电压进行计算。
步骤S5，根据计算结果判断过电压是否超标，若存在过电压超标情况，通过改变六氟化硫封闭式组合电器结构、加装避雷器、六氟化硫封闭式组合电器磁环方式进行过电压限制并对限制效果进行计算。
参图2所示，通过搭建变压器绕组的梯形等值分布线路，对变压器绕组内的过电压分布情况进行量化分析。高压绕组、低压绕组单位长度的电感分别用L1、L2表示，高压绕组、低压绕组单位长度对地电容分别用C1、C2表示，编号相同的单位长度高压、低压绕组之间的互容用C3表示，编号相邻的单位长度高压、低压绕组之间的互容用λC3表示。
用X表示高低压绕组的高度，建立高压绕组电感L高、低压绕组电感L低、高压绕组对地电容C高、低压绕组对地电容C低、高压绕组和低压绕组互容C高-低、高压绕组纵向电容K高、低压绕组总的纵向电容K低，建立等式(1)如下：
Figure BDA0002412134570000041
引入变压器绕组空间因素α，其表达式(2)为：
Figure BDA0002412134570000042
α的范围一般在2.5～7.5之间，此处取值5.0。
通过该发电厂升压站主变合闸过电压仿真建模方法，可以方便实现升压站一次设备投入与退出运行方式的随机组合，断路器、隔离刀闸分合闸时间任意设置及不同期的正态分布，达到对全部操作方式下过电压的全面评估；对于过电压的模拟不仅能够对其幅值进行评估，也可以对其波形进行展示，尤其是对其最大过电压波头时间等关键信息进行量化；当发生升压站操作过电压威胁主变绝缘时，能够方便地对改变六氟化硫封闭式组合电器结构、加装避雷器、六氟化硫封闭式组合电器磁环等六氟化硫封闭式组合电器操作过电压限制措施的有效性进行评估，开展发电厂六氟化硫封闭式组合电器升压站的优化设计。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种发电厂升压站主变合闸过电压仿真建模方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，获取发电厂升压站接线图、一次设备空间布置图、六氟化硫封闭式组合电器尺寸参数、变压器绕组参数；
步骤2，采用电缆-管道元件建立六氟化硫封闭式组合电器模型，通过电容、电感、电阻元件建立变压器分布参数模型；
步骤3，用时控开关模拟断路器和刀闸，采用电弧元件模拟隔离刀闸分合闸过程中的电弧；
步骤4，建立发电厂六氟化硫封闭式组合电器升压站电磁暂态模型，对多种运行方式下的主变操作过电压进行计算；
步骤5，根据计算结果判断过电压是否超标，若存在过电压超标情况，通过改变六氟化硫封闭式组合电器结构、加装避雷器、六氟化硫封闭式组合电器磁环方式进行过电压限制并对限制效果进行计算。
2.根据权利要求1所述的发电厂升压站主变合闸过电压仿真建模方法，其特征在于，所述步骤3包括：
对隔离刀闸分合闸过程中电弧多次击穿-熄灭-重燃过程进行模拟，以对六氟化硫封闭式组合电器隔离刀闸操作过程进行精确模拟及主变过电压的准确计算。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10189353A (ja) * 1996-12-25 1998-07-21 Hitachi Ltd ガス絶縁変圧器
WO2011157046A1 (zh) * 2010-06-17 2011-12-22 国网电力科学研究院 模拟gis变电站中产生特快速瞬态过电压的方法及试验回路
CN103063985A (zh) * 2012-12-19 2013-04-24 中国电力科学研究院 一种特快速瞬态过电压水平确定方法
CN103258094A (zh) * 2013-05-10 2013-08-21 清华大学 用于抑制特快速暂态过电压的高频磁环的优化方法
CN105186491A (zh) * 2015-08-27 2015-12-23 国家电网公司 一种开关操作导致电力系统一次侧过电压的评估方法
CN106443144A (zh) * 2015-08-11 2017-02-22 中国电力科学研究院 一种特高压gis用分布式暂态过电压监测系统
CN106650062A (zh) * 2016-12-09 2017-05-10 华南理工大学 一种真空断路器分闸暂态仿真模型的构建方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10189353A (ja) * 1996-12-25 1998-07-21 Hitachi Ltd ガス絶縁変圧器
WO2011157046A1 (zh) * 2010-06-17 2011-12-22 国网电力科学研究院 模拟gis变电站中产生特快速瞬态过电压的方法及试验回路
CN103063985A (zh) * 2012-12-19 2013-04-24 中国电力科学研究院 一种特快速瞬态过电压水平确定方法
CN103258094A (zh) * 2013-05-10 2013-08-21 清华大学 用于抑制特快速暂态过电压的高频磁环的优化方法
CN106443144A (zh) * 2015-08-11 2017-02-22 中国电力科学研究院 一种特高压gis用分布式暂态过电压监测系统
CN105186491A (zh) * 2015-08-27 2015-12-23 国家电网公司 一种开关操作导致电力系统一次侧过电压的评估方法
CN106650062A (zh) * 2016-12-09 2017-05-10 华南理工大学 一种真空断路器分闸暂态仿真模型的构建方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. G. RODRIGUES FILHO: "Very fast transient overvoltage waveshapes in a 500-kV gas insulated switchgear setup", 《FEATURE ARTICLE》 *
王琦: "气体绝缘开关装置中快速暂态过电压的抑制", 《电力设备》 *
赵琳: "550 kV GIS 隔离开关操作引起特快速瞬态过电压", 《浙江电力》 *

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