[发明专利]抑制VFTO的铁氧体磁环局部最优配置设计的确定方法及系统

说明书

本发明公开了一种抑制VFTO的铁氧体磁环局部最优配置设计的确定方法及系统，建立气体绝缘变电站所有一次侧设备在VFTO下的等效电路模型并计算典型工况下关键节点的VFTO波形表征参量；在电站遭受VFTO最严重处加装铁氧体磁环；基于仿真结果，依次修改铁氧体磁环的配置数量、结构尺寸、材料并进行仿真计算；根据仿真计算结果，调整对应的铁氧体磁环配置数量、结构尺寸、材料，确定各个对应参数的局部最优值，调整铁氧体磁环安装位置并进行仿真计算，得到适用于该电站的铁氧体磁环局部最优配置设计方案。本发明能够有效准确地分析出针对给定电站的抑制VFTO的铁氧体磁环配置，大大节省了防护成本、提高了防护的可靠性和有效性。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及抑制VFTO的铁氧体磁环局部最优配置设计的确定方法及系统。

背景技术

快速暂态过电压(简称VFTO)由于上升沿时间短为1～5ns、幅值最高为2.5p.u.，陡度大，主振荡频率高为1～10MHz以及连续脉冲次数多等特点对GIS(气体绝缘变电站)一次侧设备绝缘耐受造成了严重的损害。由于VFTO的试验研究开展存在难度，通过电磁暂态仿真软件对VFTO进行仿真建模成为研究VFTO最简洁、直接、有效的途径和手段。GIS设备在VFTO下的模型构建取决于设备的设计结构和自身电磁特性，当研究GIS一次侧设备的VFTO波形特征和绝缘配合情况时，VFTO对二次侧屏蔽电缆的骚扰以及暂态地电位抬升的影响可忽略。

铁氧体磁环具有非线性磁性特性和高频损耗特性，可用于抑制抽水蓄能电站GIS中隔离开关操作所产生的VFTO。由于VFTO波形特征随GIS设备参数的变化而有所差异，利用铁氧体磁环防护VFTO的方法不具有普遍性，大大增加了利用铁氧体磁环防护VFTO这一方法的难度，导致利用铁氧体磁环防护VFTO的成本高、可靠性和有效性差。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种抑制VFTO的铁氧体磁环局部最优配置设计的确定方法及系统，能够有效并可靠地防护VFTO，大大节省了防护成本，提高了防护的可靠性和有效性。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种抑制VFTO的铁氧体磁环局部最优配置设计的确定方法，包括：

步骤1、建立除铁氧体磁环外所有一次侧设备及网络在VFTO下的GIS等效电路模型；

步骤2、在GIS等效电路模型中对GIS实际运行工况进行仿真计算，在计算结果中提取各设备节点的VFTO波形表征参量，所述VFTO波形表征参量用于判断VFTO的抑制效果；

步骤3、根据GIS实际运行工况的仿真计算结果，确定GIS出现最严重VFTO的工况；

步骤4、基于GIS出现最严重VFTO的工况所对应的仿真计算结果，对GIS遭受最严重VFTO的设备配置不同数量的铁氧体磁环进行仿真计算，确定出抑制效果最优的铁氧体磁环配置数量；

步骤5、基于所确定的最优的铁氧体磁环配置数量，对GIS遭受最严重VFTO的设备加装相同数量但结构尺寸不同的铁氧体磁环进行仿真计算，确定出抑制效果最优的铁氧体磁环结构尺寸；

步骤6、基于所确定的最优的铁氧体磁环的配置数量与结构尺寸，对GIS遭受最严重VFTO的设备加装相同数量与相同结构尺寸但材料不同的铁氧体磁环进行仿真计算，确定出抑制效果最优的铁氧体磁环材料；

步骤7、基于所确定的最优的铁氧体磁环的配置数量、结构尺寸和材料，分别计算研究铁氧体磁环加装在GIS不同位置的设备上时对VFTO的抑制效果，获得该GIS铁氧体磁环的局部最优配置设计，从而实现对VFTO的有效抑制。

进一步地，所述步骤1中，所述等效电路模型利用EMTP-RV电磁暂态仿真软件建立，所述等效电路模型包括母线、变压器、套管、高压电缆、隔离开关、断路器、电压互感器、金属氧化物避雷器以及电弧模型。