一種gis變電站智能組件端口電磁騷擾的計算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種GIS變電站智能組件端口電磁騷擾的計算方法，屬于變電站二次設(shè)備電磁兼容技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]智能化GIS設(shè)備的發(fā)展，使得GIS設(shè)備上集成了大量電子設(shè)備，如電子式互感器、狀態(tài)傳感器、操作控制器和集中單元等。這些電子設(shè)備通過二次電纜與GIS外殼附近匯控柜內(nèi)的智能組件連接，電信號在智能組件中轉(zhuǎn)換為光信號，然后由光纜上傳至控制室。因此，GIS設(shè)備開關(guān)操作產(chǎn)生的特快速瞬態(tài)電磁過程主要經(jīng)由“傳感器-二次電纜-智能組件”這段電路對電子設(shè)備產(chǎn)生電磁影響。
[0003]GIS設(shè)備開關(guān)操作產(chǎn)生的特快速瞬態(tài)過電壓在GIS內(nèi)部的中心導(dǎo)桿和外殼內(nèi)表面之間傳播，遇到外殼不連續(xù)處，如盆式絕緣子及套管，在GIS殼體上將耦合行波，并在GIS殼體上傳播，折反射和疊加，使得GIS上傳感器和匯控柜內(nèi)智能組件的地電位有一個很大的瞬態(tài)電位差，這一電位差施加在二次電纜兩端，在其屏蔽層上產(chǎn)生瞬態(tài)電流，通過屏蔽電纜的轉(zhuǎn)移阻抗在傳感器和智能組件上產(chǎn)生電磁騷擾。
[0004]目前，國內(nèi)外對變電站電子設(shè)備電磁兼容問題的計算研究集中在500kV及以下變電站，主要是對匯控柜到控制室段二次電纜的建模仿真，對變電站傳感器到智能組件段的電磁兼容問題研究尚未見諸報道。尤其需要注意的是，目前已有的計算研究多是針對單通道傳輸線，而匯控柜智能組件處包括GIS管道各處傳感器匯集而來的二次電纜，單通道傳輸線模型不能很好的描述這種情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]目的:在于提出了一種GIS變電站智能組件電磁騷擾的計算方法，可建立客觀全面的變電站二次系統(tǒng)回路模型，獲得精確可靠的智能組件電磁騷擾數(shù)據(jù)，為變電站智能組件抗擾度標(biāo)準(zhǔn)的制訂及抑制措施的提出提供有效依據(jù)。
[0006]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種GIS變電站智能組件端口電磁騷擾的計算方法，包括步驟如下:
步驟一:建立“傳感器一二次電纜一智能組件”回路模型；
步驟二:分別測量提取傳感器、二次電纜、智能組件的寬頻參數(shù)；
步驟三:分別測量各傳感器處的瞬態(tài)外殼電位升；
步驟四:計算獲得不同屏蔽層接地方式下的各傳感器端口和智能組件各端口及端口間的電磁騷擾。
[0007]所述步驟一中，根據(jù)變電站“傳感器一二次電纜一智能組件”回路的實(shí)際尺寸及空間拓?fù)?，初步建立回路模型?br>[0008]所述步驟二中，將傳感器及智能組件等效為兩端口電路元件，用網(wǎng)絡(luò)分析儀或阻抗分析儀，測量獲得其阻抗頻響特性；對二次電纜，選擇變電站實(shí)際二次回路中所用的電纜型號，利用阻抗分析儀測量二次電纜終端短路和開路兩種情況下各導(dǎo)體之間的輸入阻抗，進(jìn)而可以得到屏蔽電纜的單位長串聯(lián)阻抗矩陣和并聯(lián)導(dǎo)納矩陣。
[0009]所述步驟三中，利用變電站隔離開關(guān)操作測量各傳感器處的瞬態(tài)外殼電位升時，一是采用的測量系統(tǒng)要保證整體屏蔽效能可靠及接地規(guī)范；二是要按照規(guī)范化測試方法測量瞬態(tài)外殼電位升。
[0010]為了防止GIS外殼周圍電磁場對電壓測量設(shè)備的電磁干擾，所述規(guī)范化測試方法為測量時應(yīng)配置屏蔽箱，將電壓測量設(shè)備放置在屏蔽箱內(nèi)，測量系統(tǒng)要求屏蔽效能在
O-1OOMHz內(nèi)大于40dB ;同時為了避免屏蔽箱因多點(diǎn)接地對測量結(jié)果產(chǎn)生影響，應(yīng)先用絕緣墊將屏蔽箱支撐起來，再通過一根短導(dǎo)線將屏蔽箱單點(diǎn)接地。
[0011]所述規(guī)范化測試方法要求測量引線按照規(guī)定路徑走線，即要求測量引線需緊貼GIS外殼及金屬支架鋪設(shè)，確保與GIS接地支架的閉合回路面積趨于O。
[0012]所述步驟四中，應(yīng)用頻域傳輸線網(wǎng)絡(luò)法求解變電站各傳感器端口間電磁騷擾、各智能組件端口間電磁騷擾及各傳感器端口與各智能組件端口之間電磁騷擾；需根據(jù)不同屏蔽層接地方式計算，所述屏蔽層接地方式包括以下4種:
(1)、二次電纜屏蔽層雙端浮地；
(2)、二次電纜屏蔽層在匯控柜智能組件處單端接地；
(3)、二次電纜屏蔽層在傳感器處單端接地；
(4 )、二次電纜屏蔽層雙端接地。
[0013]所述智能組件各端口間電磁騷擾包括:各端口芯線間騷擾電壓uwire和騷擾電流iwire、屏蔽層間騷擾電壓ushield和騷擾電流ishield、以及芯線對屏蔽層騷擾電壓uwire-shield 和騷擾電流 iwire-shield。
[0014]有益效果:本發(fā)明提供的一種GIS變電站智能組件端口電磁騷擾的計算方法，可建立客觀全面的變電站二次系統(tǒng)回路模型，獲得精確可靠的智能組件電磁騷擾數(shù)據(jù)，為變電站智能組件抗擾度標(biāo)準(zhǔn)的制訂及抑制措施的提出提供有效依據(jù)。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明提供的GIS變電站智能組件電磁騷擾的計算方法流程圖；
圖2是變電站“傳感器一二次電纜一智能組件”回路模型示意圖；
圖3是傳感器處瞬態(tài)外殼電位升測量接線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0017]本發(fā)明提供的一種GIS變電站智能組件電磁騷擾的計算方法，流程如圖1所示，包括步驟如下:
步驟1:建立“傳感器一二次電纜一智能組件”回路模型；
步驟2:分別測量提取傳感器、二次電纜、智能組件的寬頻參數(shù)；
步驟3:分別測量各傳感器處的瞬態(tài)外殼電位升；
步驟4:計算獲得不同屏蔽層接地方式下的各傳感器端口和智能組件各端口及端口間的電磁騷擾。
[0018]如圖2所示，步驟I中，根據(jù)變電站“傳感器一二次電纜一智能組件”回路的具體尺寸及空間拓?fù)?，初步建立回路模型。傳輸線P、q、r分別為變電站中的三段二次電路，其中
1-4分別對應(yīng)二次電纜的4根芯線、5-6分別對應(yīng)屏蔽層、鎧裝，7對應(yīng)包塑金屬軟管，電路還包括兩端的傳感器、匯控柜箱體，這里忽略箱體對傳輸線的影響。它們與大地組成“7+1”傳輸線。傳輸線屏蔽層統(tǒng)一在匯控柜單點(diǎn)接地。將地電位升對該傳輸線模型的耦合等效為:傳感器對地加入試驗(yàn)中A、B、C各點(diǎn)所測的瞬態(tài)外殼電位升；并假設(shè)匯控柜處無地電位升。二次電纜的單位長參