[发明专利]GIS隔离开关操作下套管处特快速暂态电磁辐射的计算方法

说明书

本发明涉及高频电磁场计算技术，具体涉及GIS隔离开关操作下套管处特快速暂态电磁辐射的计算方法，包括以下步骤：VFTO激励源的选取与处理；分析GIS设备的结构，建立考虑套管结构的模型；施加VFTO激励源，GIS设备接地，GIS设备外壳进行加密处理，获取套管周围空间辐射电磁场；改变VFTO激励源的大小，逐一仿真开关操作条件下的GIS变电站空间电磁场，得到空间电磁场时域仿真波形；根据步骤4所述空间电磁场时域仿真波形，获得GIS变电站开关操作时空间电磁场的电磁干扰频段。该方法解决了目前特快速瞬态空间辐射电磁场计算时间较长，计算过程复杂及尺寸限制问题。准确得到开关操作条件下瞬态空间电磁场的电磁干扰频段。

技术领域

本发明属于高频电磁场计算技术领域，尤其涉及GIS隔离开关操作下套管处特快速暂态电磁辐射的计算方法。

背景技术

GIS变电站因其占地面积小、运行安全和维护方便等特点在电力系统中得到广泛应用。随着我国智能化GIS变电站建设的推进，集成在GIS大量电子设备和布置在一次设备附近的二次智能终端受到的电磁干扰越来越严重。国内外对GIS变电站隔离开关操作时暂态空间电磁环境的研究，主要分为现场测量、实验室模拟仿真和仿真分析等三个方面。开关操作的速度较快，电磁场强度较高，对测量系统的要求较苛刻，难以准确测量。采用仿真计算的方法相较于现场实测和模拟试验，具备成本低，重复性好，能够有效指导工程设计。SF₆气体击穿是空间暂态电磁辐射产生的根源，故激励源的准确模拟是准确计算空间辐射电磁场的关键。现有方法主要为：1)采用某一频率下衰减的的正弦电流源作为激励进行计算，结果无法准确反应空间电磁场的主要频率。2)将电弧放电过程等效为时变电阻，基于有限元法采用场－路－波协同方法进行计算。该方法计算过程复杂，所消耗时间过长，并不适用于仿真尺寸巨大的GIS设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够计算出任意干扰源激励下GIS套管处辐射的空间电场和磁场强度大小，准确得到开关操作条件下瞬态空间电磁场的电磁干扰频段的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：GIS隔离开关操作下套管处特快速暂态电磁辐射的计算方法，包括以下步骤：

步骤1、VFTO激励源的选取与处理；

步骤2、分析GIS设备的结构，建立考虑套管结构的模型；

步骤3、施加VFTO激励源，GIS设备接地，GIS设备外壳进行加密处理，获取套管周围空间辐射电磁场；

步骤4、改变VFTO激励源的大小，逐一仿真开关操作条件下的GIS变电站空间电磁场，得到空间电磁场时域仿真波形；

步骤5、根据步骤4所述空间电磁场时域仿真波形，获得GIS变电站开关操作时空间电磁场的电磁干扰频段。

在上述的GIS隔离开关操作下套管处特快速暂态电磁辐射的计算方法中，步骤1的实现包括：

步骤1.1、选取VFTO激励源为波形输入或数据输入；波形是从VFTO全过程波形中截取单次脉冲过电压波形，单次脉冲过电压波形包含其波前上升和衰减震荡过程；数据点组为(T_i,U_i)，式中i＝0,1,2,3…n第一列为时间，第二列为电压值；当t_i＝T_i-T₁，VFTO激励源的电压关于时间的数据点组为(t_i,U_i)；