[发明专利]VFTO对空心线圈电子式互感器影响的建模方法

说明书

本发明公开了一种VFTO对空心线圈电子式互感器影响的建模方法，包括步骤1，建模对象细分；步骤2，次级功能单元建模；步骤3，模型整合；步骤4，整合后的模型求解。本发明可以更加准确地反映空心线圈在VFTO高频暂态过程中传变特性的变化情况和线圈内部的局部谐振，可实现VFTO对空心线圈电子式互感器影响水平的计算，有利于优化电子式互感器设计，从而提高空心线圈电子式互感器运行的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种建模方法，具体涉及一种VFTO对空心线圈电子式互感器影响的建模方法。

背景技术

随着我国电力系统容量不断增大以及电压等级不断升高，电磁式电流互感器由于体积和重量大、绝缘结构复杂、磁饱和、频带窄、暂态特性差等固有缺点，已经不能满足现场可靠运行的需求。空心线圈电子式电流互感器由于测量品质优越，是一种理想的电磁式电流互感器替代产品，已经在新一代智能变电站中得到了广泛应用。

然而，空心线圈电子式电流互感器在现场运行时暴露出容易受到强电磁干扰的问题。尤其是在GIS(气体绝缘金属封闭开关设备)变电站中，电气设备之间距离较近，隔离开关分合操作引起的行波在传播过程中衰减不明显，行波传播至外壳不连续处会发生多次折反射，会在线路上激起VFTO和VFTC(特快速暂态过电流)，经空心线圈传感至二次侧，导致电子式互感器输出波形出现严重畸变、毛刺，甚至互感器本身损坏的现象，影响了空心线圈电子式电流互感器在现场运行的可靠性，危及了电网的安全运行。目前，电力行业对于VFTO干扰对电子式互感器影响水平尚未有规范性的判断方法，因此，有必要建立一种VFTO对空心线圈电子式互感器的影响模型，研究现场暂态强干扰下电子式互感器的输出特性。

在现有研究中，VFTO对空心线圈电子式互感器影响模型大多偏重于一次线路和VFTO过程本身，对空心线圈电子式互感器的建模比较粗糙，一般沿用电感等效或集中参数模型，忽略了空心线圈在VFTO高频暂态过程中传变特性的变化，无法准确反映空心线圈杂散参数的影响和局部谐振。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种VFTO对空心线圈电子式互感器影响的建模方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

VFTO对空心线圈电子式互感器影响的建模方法，包括以下步骤，

步骤1，建模对象细分；

根据建模对象中各个电气设备在拓扑和功能上的相对独立性，将建模对象细分为多个次级功能单元；

步骤2，次级功能单元建模；

根据不同次级功能单元的工作原理，分别建立它们的模型；

步骤3，模型整合；

根据各个次级功能单元之间的关联性，对步骤2中建立的各个次级功能单元模型进行整合；

步骤4，整合后的模型求解；

在整合后的模型中引入激励和探针，设置仿真时间、步长和初始状态，执行模型求解。

建模对象为GIS变电站中某一出线侧的全部电力设备，将建模对象细分为空心线圈电流互感器、隔离开关、其他电力设备和辅助设备。

空心线圈电流互感器建模过程为，采用集中参数分段处理的方法，将空心线圈平均划分为n个微单元，每个微单元有着与集中参数模型相似的电路结构，微单元器件各参数为对应项的1/n，建立了空心线圈分布参数模型。

确定微单元器件数量的方法为，采用枚举比对的方法，在Multisim软件中对比不同数量微单元分布参数模型的频率特性，当微单元数量超出临界值后，微单元数量的变化不会引起频率特性的变化，微单元数量即为该临界值。