[发明专利]超高压GIS标准雷电冲击电压耐压试验仿真模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压电仿真技术领域，具体地，涉及超高压GIS标准雷电冲击电压耐压试验仿真模拟方法。

背景技术

气体绝缘开关设备（Gas lnsulated Switchgear，简称GIS）是特高压电网中的重要组成设备之一，它将一座变电站中的断路器、电流互感器、电压互感器、避雷器、隔离开关、接地开关、母线、电缆终端、进出线套管等优化设计后分别装在各自密封间中最后集中组装在一个充以SF6作为绝缘介质的整体外壳中。自上世纪60年代末问世以来，在输变电系统中得到了迅速发展，并占据着十分重要的地位。

GIS变电站一般为枢纽站，在电力系统中占有极其重要的地位。一旦遭受雷击损坏，将会带来大面积的停电事故，造成重大的经济损失。变电站的雷害事故来自两个方面：一是雷直击于变电站，二是雷击输电线路产生的雷电波沿线路侵入变电站。

依据目前GIS现场冲击耐压试验中出现的一些问题，人们对大型超高压GIS设备冲击耐压试验采用标准雷电冲击电压波时GIS内部各节点的作用电压和电压分布情况以及试验波形下的耐压考核等价性等问题提出了质疑。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在可靠性低、安全性差和经济损失大等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出超高压GIS标准雷电冲击电压耐压试验仿真模拟方法，以实现可靠性高、安全性好和经济损失小的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：超高压GIS标准雷电冲击电压耐压试验仿真模拟方法，包括以下步骤：

步骤1：依据实际变电站GIS设备的结构尺寸与电气接线，计算各元件的等值阻抗；并依据各元件的几何尺寸计算仿真模型中断路器、隔离开关与母线的波阻抗参数和波速参数；

步骤2：依据各元件的几何尺寸与模型参数，利用ATP-EMTP软件建立仿真模型；

步骤3：确定仿真模型的接线方式和标准雷电冲击电压波形参数；

步骤4：采用不同波头的标准雷电冲击电压波对同一接线方式进行冲击模拟；

步骤5：依据仿真结果确定实际GIS设备标准雷电冲击电压安全耐压试验参数。

进一步地，在步骤2中，所述仿真模型具体包括：

750kV GIS，采用3/2接线，包括母线I、母线II、出线1、出线2、出线3、出线4、出线5、和出线6，其中母线Ⅰ、母线Ⅱ长度均为260m，每30m一个独立气室，气室两端设有支撑盆式绝缘子，气室中间设有支柱绝缘子。

进一步地，所述750kV GIS中各设备节点、隔离开关、断路器两端及绝缘子均为计算节点。

进一步地，在步骤3中，所述接线方式包括：

方式1：出线1加压，带I母、II母，模拟出线1、I母、II母设备运行，其它设备停电；

方式2  出线1加压，带I母、II母、出线3-6，模拟出线1、出线3、出线4、出线5、出线6、I母、II母设备运行，其它设备停电；

方式3  出线1加压，带I母、II母、出线3-4，模拟出线1、出线3、出线4、I母、II母设备运行，其它设备停电；

方式4  出线3加压，带I母、II母，模拟出线3、I母、II母设备运行，其它设备停电；

方式5  出线3加压，带I母、II母、出线1-2，模拟出线1、出线2、出线3、I母、II母设备运行，其它设备停电；

方式6  出线3加压，带I母、II母、出线1-2、5-6，模拟出线1、出线2、出线3、出线5、出线6、I母、II母设备运行，其它设备停电；

方式7  出线5加压，带I母、II母，模拟出线5、I母、II母运行，其它设备停电；

方式8  出线5加压，带I母、II母、出线1-2，模拟出线1、出线2、出线5、I母、II母设备运行，其它设备停电；

方式9  出线5加压，带I母、II母、出线1-4，模拟出线1、出线2、出线3、出线4、出线5、I母、II母设备运行，其它设备停电。

进一步地，在步骤3中，所述标准雷电冲击电压的波头分别为1.2                                                、3.75、8，峰值为1680kV的正极性标准雷电冲击电压。

进一步地，在步骤4中，所述采用不同波头的标准雷电冲击电压波对同一接线方式进行冲击模拟的操作，具体包括：