[发明专利]一种电工装备端口等效冲击电容的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压电工装备领域，具体涉及一种电工装备端口等效冲击电容的确定方法。

背景技术

电抗器、变压器、互感器等大型电工装备由绕组线圈及辅助的支撑、屏蔽系统构成，上述金属导体因相临布置会形成电容效应，工程中用杂散电容表示。杂散电容在冲击电压作用下或电路状态变化暂态过程中，会影响电压分布，形成寄生能量。因此，需要进行准确的评估和计算，以期在电气和结构设计环节加以优化和抑制。

根据经典的电路理论，当电工装备的结构尺寸远远小于激励源波长时，装备数学建模可按照集中参数电路处理。对于工程中最常见的二端网络，考虑其杂散电容的电路结构为在主电路的基础，在并联一个等效的杂散电容，工程上将其称为冲击电容(例如电力变压器设计中要求的端口等效冲击电容)。

电工装备内部结构极为复杂，多个独立导体构成的系统，其杂散电容需要采用一个n维矩阵进行表示。然而，如上所述，集中参数电路建模需要的是端口等效冲击电容，为此需要研究多导体系统通过分布电容矩阵求取端口等效冲击电容的有效方法。

发明内容

为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种电工装备端口等效冲击电容的确定方法。

本发明的技术方案是：

所述方法包括：

步骤1：将多导体静电独立系统中的导体按照0,1,2,...,i,...,n进行编号，0号导体为参考地电位导体；构建所述多导体静电独立系统的导体带电量与电位之间的关系模型q为导体带电量矩阵，β为系数矩阵，为导体电位矩阵；

步骤2：修改所述系数矩阵β；

步骤3：假定所述多导体静电独立系统中除了构成输入端口的两个导体外，其余导体的带电量均为0，得到新的关系模型

步骤4：依据所述新的关系模型计算所述输入端口的等效电容C′。

优选的，所述导体带电量矩阵q的表达式为：

q＝[q₁q₂…q_n]^T(1)

所述系数矩阵β的表达式为：

所述导体电位矩阵的表达式为：

其中，q₁q₂…q_n分别为1,2,...,i,...,n编号导体的带电量，分别为1,2,...,i,...,n编号导体的电位，β₁₁～β_nn为系数矩阵的系数；

优选的，所述系数矩阵中第i行第j列的系数β_ij计算公式为：

β_ij＝-C_i,j(4)

其中，C_i,j为i编号导体与j编号导体之间的分布电容，i＝1,2...n，j＝1,2...n，C_i,j＝C_j,i，为i编号导体与0编号导体之间的分布电容；

优选的，所述步骤2中修改系数矩阵β：

将所述系数矩阵β进行分割后的表达式为：

优选的，所述步骤3中得到的导体带电量矩阵q'的表达式为：

q'＝[q₁0...0]^T(6)

所述关系模型的表达式为：

优选的，所述步骤4中依据关系模型计算等效电容C′：

步骤(1)：对步骤3中得到关系模型进行矩阵划分：

其中，B为n-1阶的方阵，b为n-1阶的列向量，为n-1阶的列向量，

步骤(2)：对步骤(1)中得到的关系模型进行降低维度，得到1编号导体带电量的计算公式为：

步骤(3)：依据所述1编号导体带电量的计算公式得到所述等效电容C′的计算公式为：

C′＝(β₁₁-b^TB^-1b)(10)。

与最接近的现有技术相比，本发明的优异效果是：

本发明提供的一种电工装备端口等效冲击电容的确定方法，适用于多种电工装备关口等效冲击电容的计算，确定方法简洁、规范，便于流程化操作；该方法逻辑严密，计算精度高，采用矩阵运算，适合使用计算机运行。

附图说明

图1：本发明实施例中一种电工装备端口等效冲击电容的确定方法流程图。

具体实施方式