本发明专利技术公开了一种基于PSCAD的电容式电压互感器运行故障模拟方法，包括，整理现场实际运行的500kV电容式电压互感器的设备参数；构建CVT等值电路的系统模型，并为系统模型设置设备参数，同时给CVT等值电路的系统模型配置二次电压监视器；建立可调交流电源模块、可调电容元件模块、模块控制器；CVT内部电容元件击穿故障仿真模拟；在CVT内部电容元件击穿故障仿真模拟的运行前后，得出CVT内部电容元件击穿故障与二次电压变化的关联性。本发明专利技术灵活高效、简洁易行、精确细致，且无安全风险和试验成本，可模拟多种CVT运行故障，为CVT状态监测及故障诊断研究提供依据，具有良好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于PSCAD的电容式电压互感器运行故障模拟方法，属于高压电力设备运行故障模拟
技术介绍
作为电力系统中重要的测量、保护、通信设备，电容式电压互感器(CVT)的稳定运行对电网安全至关重要。但是，CVT的电容单元故障时常发生，具体表现在运行过程中电容元件因受潮、老化，而导致击穿、爆炸等现象，因此，通过模拟CVT的电容元件击穿故障用以研究CVT状态监测及故障诊断方法具有重要意义。目前，利用仿真软件对CVT进行故障模拟的方法尚未见报道，有研究者通过实体的CVT来模拟其电容元件击穿故障，实体故障模拟试验是基于现场的电容式电压互感器，从其电容单元C1的各个电容元件的两端设置接线端子，根据故障模拟状态中电容单元C1短路的电容元件，将其对应的接线端子分别进行短接，进而实现CVT的电容单元内电容元件击穿故障的模拟试验，该方法直观、有效，但是仍存在以下不足：整套模拟系统需要购置较多的硬件设备，试验成本较高，实施难度较大；模拟试验需要在CVT一次侧加载参考电压，并检测二次侧的输出电压，试验涉及多次加压，具有一定的安全隐患，试验过程需要重复改接线，试验结果也易受人为、环境、电网等因素的影响，导致试验缺乏灵活性和准确度。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有的CVT实体故障模拟试验，试验成本较高，实施难度较大，具有一定的安全隐患，需要重复改接线，缺乏灵活性和准确度的问题。本专利技术提供的基于PSCAD的电容式电压互感器运行故障模拟方法，灵活高效、简洁易行、精确细致，且无安全风险和试验成本，可模拟多种CVT运行故障，为CVT状态监测及故障诊断研究提供依据，具有良好的应用前景。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于PSCAD的电容式电压互感器运行故障模拟方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤(1)，整理现场实际运行的500kV电容式电压互感器的设备参数；步骤(2)，根据电容式电压互感器的电气原理图，利用戴维南定理，在PSCAD仿真软件中构建CVT等值电路的系统模型，并为系统模型设置步骤(1)中的设备参数，同时给CVT等值电路的系统模型配置二次电压监视器；步骤(3)，建立可调交流电源模块在PSCAD仿真软件中新建一个元件模块，对此模块进行可调功能编译，在PSCAD仿真软件的系统库函数中选择相应函数模块，按照CVT等值电路的系统模型中的等效电压源的要求，建立数值可变的可调交流电源模块，并设置其的输出端口，命名为Ue；步骤(4)，建立可调电容元件模块在PSCAD仿真软件中新建第二个元件模块，根据CVT的电容元件击穿故障的特征，对此模块进行数值可调功能的编译，在PSCAD仿真软件的系统库函数中选择相应函数模块，建立数值可变的可调电容元件模块，并设置其的输出端口，命名为Ce；步骤(5)，建立模块控制器在PSCAD仿真软件中新建一个模块控制器，通过操作模块控制器的按钮，分别调节可调交流电源模块、可调电容元件模块的输出数值；步骤(6)，将建立的可调交流电源模块、可调电容元件模块、模块控制器接入到步骤(2)中的CVT等值电路的系统模型中，并在PSCAD仿真软件运行环境中运行该系统模型，通过模块控制器调节可调交流电源模块提供CVT等值电路的系统模型所需的等效电压源，并调节可调电容元件模块输出电容量值的大小，完成CVT内部电容元件击穿故障仿真模拟；步骤(7)，在CVT内部电容元件击穿故障仿真模拟的运行前后，观察其的二次侧电压的变化情况，得出CVT内部电容元件击穿故障与二次电压变化的关联性，为CVT的故障诊断及状态监测研究提供依据。前述的基于PSCAD的电容式电压互感器运行故障模拟方法，其特征在于：步骤(1)所述设备参数包括电容单元参数、电磁单元参数、阻尼器参数、负载参数。本专利技术的有益效果是：本专利技术的基于PSCAD的电容式电压互感器运行故障模拟方法，具有以下优势，(1)利用PSCAD仿真软件中模拟CVT运行工况，其建模方法清晰、直观，设计界面简洁、明了，省去了各种硬件成本，避免了高压安全风险；(2)仅需通过调整可调电容元件模块内部的函数构造，即可实现模拟CVT内部电容元件(包括电磁单元各部件)受潮、老化、击穿等各种运行故障，操作灵活、方便；(3)不受外界人为、环境、电网等因素的影响，提高了试验结果的稳定性和准确性；同时，各种试验数据(包括各支路电流、各节点电压等)均可直接导出，便于进一步处理、分析和研究，安全可靠，仿真成本低，省时省力，具有良好的应用前景。附图说明图1是本专利技术的基于PSCAD的电容式电压互感器运行故障模拟方法的流程图。图2是本专利技术的实施例构建的CVT等值电路系统模型的电路图。图3是本专利技术的实施例建立的可调交流电源模块的系统框图。图4是本专利技术的实施例建立的可调电容元件模块的系统框图。图5是本专利技术的实施例建立的模块控制器的系统框图。图6是本专利技术的实施例CVT二次电压的时域谱图。图7是本专利技术的实施例中CVT二次电压的有效值时域谱图。具体实施方式下面将结合说明书附图，对本专利技术做进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术的基于PSCAD的电容式电压互感器运行故障模拟方法，包括以下步骤，步骤(1)，整理现场实际运行的500kV电容式电压互感器的设备参数，设备参数包括电容单元参数、电磁单元参数、阻尼器参数、负载参数；步骤(2)，根据电容式电压互感器的电气原理图，利用戴维南定理，在PSCAD仿真软件中构建CVT等值电路的系统模型，并为系统模型设置步骤(1)中的设备参数，同时给CVT等值电路的系统模型配置二次电压监视器；步骤(3)，建立可调交流电源模块在PSCAD仿真软件中新建一个元件模块，对此模块进行可调功能编译，在PSCAD仿真软件的系统库函数中选择相应函数模块，按照CVT等值电路的系统模型中的等效电压源的要求，建立数值可变的可调交流电源模块，并设置其的输出端口，命名为Ue；步骤(4)，建立可调电容元件模块在PSCAD仿真软件中新建第二个元件模块，根据CVT的电容元件击穿故障的特征，对此模块进行数值可调功能的编译，在PSCAD仿真软件的系统库函数中选择相应函数模块，建立数值可变的可调电容元件模块，并设置其的输出端口，命名为Ce；步骤(5)，建立模块控制器在PSCAD仿真软件中新建一个模块控制器，通过操作模块控制器的按钮，分别调节可调交流电源模块、可调电容元件模块的输出数值；步骤(6)，将建立的可调交流电源模块、可调电容元件模块、模块控制器接入到步骤(2)中的CVT等值电路的系统模型中，并在PSCAD仿真软件运行环境中运行该系统模型，通过模块控制器调节可调交流电源模块提供CVT等值电路的系统模型所需的等效电压源，并调节可调电容元件模块输出电容量值的大小，完成CVT内部电容元件击穿故障仿真模拟；步骤(7)，在CVT内部电容元件击穿故障仿真模拟的运行前后，观察其的二次侧电压的变化情况，得出CVT内部电容元件击穿故障与二次电压变化的关联性，为CVT的故障诊断及状态监测研究提供依据。下面根据本专利技术的基于PSCAD的电容式电压互感器运行故障模拟方法，介绍一具体实施例，步骤(1)，整理现场实际500kV电容式电压互感器的设备参数，包括电容单元参数本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于PSCAD的电容式电压互感器运行故障模拟方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤（1），整理现场实际运行的500kV电容式电压互感器的设备参数；步骤（2），根据电容式电压互感器的电气原理图，利用戴维南定理，在PSCAD仿真软件中构建CVT等值电路的系统模型，并为系统模型设置步骤（1）中的设备参数，同时给CVT等值电路的系统模型配置二次电压监视器；步骤（3），建立可调交流电源模块在PSCAD仿真软件中新建一个元件模块，对此模块进行可调功能编译，在PSCAD仿真软件的系统库函数中选择相应函数模块，按照CVT等值电路的系统模型中的等效电压源要求，建立数值可变的可调交流电源模块，并设置其输出端口，命名为Ue；步骤（4），建立可调电容元件模块在PSCAD仿真软件中新建第二个元件模块，根据CVT的电容元件击穿故障的特征，对此模块进行数值可调功能的编译，在PSCAD仿真软件的系统库函数中选择相应函数模块，建立数值可变的可调电容元件模块，并设置其的输出端口，命名为Ce；步骤（5），建立模块控制器在PSCAD仿真软件中新建一个模块控制器，通过操作模块控制器的按钮，分别调节可调交流电源模块、可调电容元件模块的输出数值；步骤（6），将建立的可调交流电源模块、可调电容元件模块、模块控制器接入到步骤（2）中的CVT等值电路的系统模型中，并在PSCAD仿真软件运行环境中运行该系统模型，通过模块控制器调节可调交流电源模块提供CVT等值电路的系统模型所需的等效电压源，并调节可调电容元件模块输出电容量值的大小，完成CVT内部电容元件击穿故障仿真模拟；步骤（7），在CVT内部电容元件击穿故障仿真模拟的运行前后，观察其二次侧电压的变化情况，得出CVT内部电容元件击穿故障与二次电压变化的关联性，为CVT的故障诊断及状态监测研究提供依据。...
【技术特征摘要】
1.基于PSCAD的电容式电压互感器运行故障模拟方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤（1），整理现场实际运行的500kV电容式电压互感器的设备参数；步骤（2），根据电容式电压互感器的电气原理图，利用戴维南定理，在PSCAD仿真软件中构建CVT等值电路的系统模型，并为系统模型设置步骤（1）中的设备参数，同时给CVT等值电路的系统模型配置二次电压监视器；步骤（3），建立可调交流电源模块在PSCAD仿真软件中新建一个元件模块，对此模块进行可调功能编译，在PSCAD仿真软件的系统库函数中选择相应函数模块，按照CVT等值电路的系统模型中的等效电压源要求，建立数值可变的可调交流电源模块，并设置其输出端口，命名为Ue；步骤（4），建立可调电容元件模块在PSCAD仿真软件中新建第二个元件模块，根据CVT的电容元件击穿故障的特征，对此模块进行数值可调功能的编译，在PSCAD仿真软件的系统库函数中选择相应函数模块，建立数值可变的可调电容元件模块，并设置...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛涛，田世傲，陆金，许小飞，华晓珠，李占朝，邵斌斌，陈志群，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司检修分公司，国网江苏省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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