[发明专利]一种使用电压发生器模拟变电站地电位波动的方法系统

说明书

本发明公开了一种使用电压发生器模拟变电站地电位波动的方法系统，属于电力系统动态模拟及二次检修技术领域。本发明方法，包括：针对典型变电站，获取典型变电站的数据参数，使用不等点位地网计算模型根据数据参数，确定典型变电站故障时二次设备安装处的地电位数值；使典型变电站不同位置的二次设备外壳与电压发生器进行连接；使用故障模拟系统，模拟典型变电站故障，并根据地电位数值，使用电压发生器向典型变电站不同位置的二次设备外壳施加电压，模拟典型变电站故障时二次设备安装处的地电压升高，完成模拟变电站地电位波动。本发明能够在实验室中实现对故障发生时变电站地电位波动情况的模拟，实现对二次设备抗地电位波动干扰能力的验证。

技术领域

本发明涉及电力系统动态模拟及二次检修技术领域，并且更具体地，涉及一种使用电压发生器模拟变电站地电位波动的方法系统。

背景技术

目前国内外所在研究工频故障电流下接地网特性时，都是以接地网等电位为前提。我国普遍采用钢材作为接地网材料，钢的电阻率和磁导率较高，系统故障后接地网不等电位问题较为严重，地网的等电位模型是难以符合实际情况。国内外从60年代以来不断开展关于变电站地电位干扰问题的研究工作，并首先围绕电磁耦合干扰展开分析。到上世纪80年代初到90年代末，美国和加拿大及其它国家的电力科学工作者对变电站内开关操作、瞬时故障和雷电冲击时的各种干扰进行了合理而有效的预测，并收集了一些变电站内地电位干扰方面的数据，为继续深入研究进行了有益的尝试。1978年美国电力科学研究院(EPRI-Electric Power Research Institute)启动了编号为RP1359的研究项目，建立了一套新的变电站保护和控制系统，对变电站开关柜的电磁干扰进行了研究，但并未研究二次设备所处的电磁环境。

二次设备内部采用不超过5V的电平信号来传输电流电压量，故障时变电站内的地电位瞬时升高几千甚至上万伏，较大的共模干扰有可能在二次设备内部产生微小的差模干扰。

这种微小的差模干扰可能会影响到二次设备的电流电压采样值的准确性，对于就地分布式安装的母线保护装置、变压器保护装置或是合并单元设备来说，这种差模干扰造成的后果尤为严重，可能会造成保护装置的误动作，从而给电网的安全运行带来风险。目前针对电力系统故障后变电站地电位波动对二次设备带来的影响，尚未有可靠的分析结论，也缺乏有效的试验平台支撑，使得相关二次设备抗地电位波动干扰技术的研究难以深入。

研究搭建够模拟变电站地电位波动的测试环境，测试验证二次设备，尤其是就地布置的保护装置、合并单元等二次设备的抗地电位干扰能力，保障设备在就地应用环境下的可靠运行，是工程实用中亟待解决的关键技术难题。

发明内容

针对上述问题，本发明一种使用电压发生器模拟变电站地电位波动的方法，包括：

针对典型变电站，获取典型变电站的数据参数，使用不等点位地网计算模型根据数据参数，确定典型变电站故障时二次设备安装处的地电位数值；

使典型变电站不同位置的二次设备外壳与电压发生器进行连接；

使用故障模拟系统，模拟典型变电站故障，并根据地电位数值，使用电压发生器向典型变电站不同位置的二次设备外壳施加电压，模拟典型变电站故障时二次设备安装处的地电压升高，完成模拟变电站地电位波动。

可选的，典型变电站的每个位置的二次设备外壳，连接一台电压发生器，每台电压发生器模拟一个安装位置处的地电位。

可选的，施加电压的数值与地电位数值相同。

可选的，模拟故障为典型变电站的各类一次故障，故障发生时，故障模拟系统输出控制信号触发电压发生器施加电压，当二次设备安装处的地电压升高后，使用故障录波器记录典型变电站保护装置的动作行为。

可选的，故障模拟系统为物理动态模拟系统或实时数字仿真模拟系统。

本发明一种使用电压发生器模拟变电站地电位波动的系统，包括：