特高压GIS主回路绝缘试验的电气量与试验能力计算方法技术

本发明专利技术公开了一种特高压GIS主回路绝缘试验的电气量与试验能力计算方法。用于特高压GIS主回路绝缘试验的变频串联谐振装置试验能力估算方法，包括将变频串联谐振装置与特高压GIS设备串联连接；考虑变频串联谐振装置的容量限制，基于变频串联谐振装置的电流与特高压GIS设备的电容量关系，计算出变频串联谐振装置的第一试验能力范围；考虑特高压GIS设备的频率限制且基于变频串联谐振装置的谐振频率与特高压GIS设备的电容量关系，计算出变频串联谐振装置的第二试验能力范围；求取变频串联谐振装置的第一试验能力范围与第二试验能力范围的交集，得到变频串联谐振装置的实际试验能力范围。

Calculation method of electric quantity and test ability of UHV GIS main loop insulation test

The invention discloses a method for calculating the electric quantity and the testing ability of the UHV GIS main loop insulation test. For the frequency of UHV GIS main circuit insulation test series resonant device test ability estimation methods, including frequency series resonant device is connected with the UHV GIS equipment series; considering the variable frequency series resonant device capacity limit, capacitance current frequency series resonant device and UHV GIS equipment based on the calculated frequency series resonant device the first test ability; considering the capacitance frequency limit of UHV GIS equipment and resonant frequency series resonant device based on frequency conversion and UHV GIS equipment, calculate the frequency series resonant device second test range; calculate the intersection of frequency series resonant device range and the second first test ability test ability range. The ability of actual test frequency series resonant device.

【技术实现步骤摘要】
特高压GIS主回路绝缘试验的电气量与试验能力计算方法
本专利技术属于电气领域，尤其涉及一种特高压GIS主回路绝缘试验的电气量与试验能力计算方法。
技术介绍
GIS(GASINSULATEDSWITCHGEAR)是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。GIS设备自20世纪60年代实用化以来，已广泛运行于世界各地。GIS不仅在高压、超高压领域被广泛应用，而且在特高压领域也被使用。与常规敞开式变电站相比，GIS的优点在于结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强、环境适应能力强，维护工作量很小，其主要部件的维修间隔不小于20年。为了考核GIS设备的绝缘性能，检验检查设备在生产、装配、运输和安装过程中是否存在缺陷，需要对GIS设备开展主回路绝缘性能试验，其中的工频耐压和局放测试能够充分反映交接前GIS设备的主回路绝缘状态。受限于设备电容量和安装进度的要求，特高压GIS主回路绝缘试验需要分阶段进行。如何基于现有试验设备能力合理地进行特高压GIS试验分段，如何估算指定试验范围时各元件电气量以保证试验频率、电流、电压和功率等电气量在要求范围内，这是目前特高压GIS主回路绝缘试验所遇到的重点和难点。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术的第一目的是提供一种用于特高压GIS主回路绝缘试验的变频串联谐振装置试验能力估算方法。本专利技术的用于特高压GIS主回路绝缘试验的变频串联谐振装置试验能力估算方法，包括：将变频串联谐振装置与特高压GIS设备串联连接；考虑变频串联谐振装置的容量限制，基于变频串联谐振装置的电流与特高压GIS设备的电容量关系，计算出变频串联谐振装置的第一试验能力范围；考虑特高压GIS设备的频率限制且基于变频串联谐振装置的谐振频率与特高压GIS设备的电容量关系，计算出变频串联谐振装置的第二试验能力范围；求取变频串联谐振装置的第一试验能力范围与第二试验能力范围的交集，得到变频串联谐振装置的实际试验能力范围。其中，本专利技术的试验能力指的是电容量。进一步的，计算出变频串联谐振装置的第一试验能力范围的具体过程，包括：首先，根据基于变频串联谐振装置与特高压GIS设备串联连接的接线方式及其等效电路图，得到变频串联谐振装置中串联电抗器电流的计算公式，建立串联电抗器电流与变频串联谐振装置的试验能力的对应关系；然后，根据变频串联谐振装置的容量限制，即综合考虑串联电抗器电流和励磁变压器输出电流的限制，得到变频串联谐振装置的第一试验能力范围。进一步的，计算出变频串联谐振装置的第二试验能力范围的具体过程，包括：首先，基于变频串联谐振装置的串联谐振回路的特点，建立试验频率与特高压GIS设备电容量的对应关系；然后，基于特高压GIS主回路绝缘试验的频率限制，得到变频串联谐振装置的第二试验能力范围。进一步的，所述变频串联谐振装置有两种接线方式，即无电抗器并联补偿和有电抗器并联补偿。两种方式均可以采用以上方法来计算变频串联谐振装置的试验能力范围。本专利技术的第二目的是提供一种特高压GIS主回路绝缘试验的分段方法。本专利技术的一种特高压GIS主回路绝缘试验的分段方法，采用上述所述的用于特高压GIS主回路绝缘试验的变频串联谐振装置试验能力估算方法来获取与特高压GIS设备串联的变频串联谐振装置试验能力范围；再根据所述变频串联谐振装置的实际试验能力范围，对特高压GIS主回路绝缘试验进行分段。本专利技术的第三目的是提供一种特高压GIS主回路绝缘试验的电气量计算方法。本专利技术的一种特高压GIS主回路绝缘试验的电气量计算方法，包括：采用上述所述的特高压GIS主回路绝缘试验的分段方法，对特高压GIS主回路绝缘试验进行分段；在各个特高压GIS主回路绝缘试验的分段内，确定试验变压器的变比和额定电流；根据试验接线方式和谐振回路特点，计算试验频率、被试设备的电流以及分压器电流，估算串联电抗器电流和变压器输出电流、变压器输入电流和变频柜输出电流；最后，基于变频柜参数特性，估算变频柜输入电流和电源电流。进一步的，该方法还包括：当变频串联谐振装置存在并联补偿电抗器时，计算并联补偿电抗器的电流。进一步的，串联电抗器电流与变压器输出电流的数值相等。进一步的，变压器输入电流与变频柜输出电流的数值相等。进一步的，变频柜输入电流与电源电流的数值相等。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本方法可以估算变频串联谐振试验装置的试验能力，可根据被试设备的电容量和有无内置电磁式电压互感器来选择合理的接线方案，从而为特高压GIS设备主回路绝缘试验方案的分段方法提供依据。(2)本方法可以估算指定试验范围时特高压GIS主回路绝缘试验的试验频率、各元件电流以及所需试验电源容量等电气量，从而为试验设备的元件选择和参数匹配提供可靠的参考，包括连接电缆型号选择、试验电源容量选择、试验变压器分接头选择和容量匹配、电抗器电流匹配等。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为无并联补偿时变频串联谐振装置的原理图；图2为有并联补偿时变频串联谐振装置的原理图；图3为无并联补偿时变频串联谐振装置的等效电路图；图4为有并联补偿时变频串联谐振装置的等效电路图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。本专利技术提出的特高压GIS设备主回路绝缘试验的估算方法包括两部分内容：一是特高压变频串联谐振装置试验能力的估算方法；二是指定试验范围时的电气量估算方法。本专利技术的用于特高压GIS主回路绝缘试验的变频串联谐振装置试验能力估算方法，包括：步骤1：将变频串联谐振装置与特高压GIS设备串联连接；步骤2：考虑变频串联谐振装置的容量限制，基于变频串联谐振装置的电流与特高压GIS设备的电容量关系，计算出变频串联谐振装置的第一试验能力范围；步骤3：考虑特高压GIS设备的频率限制且基于变频串联谐振装置的谐振频率与特高压GIS设备的电容量关系，计算出变频串联谐振装置的第二试验能力范围；步骤4：求取特高压GIS设备的第一试验能力范围与第二试验能力范围的交集，得到变频串联谐振装置的实际试验能力范围。其中，第一试验能力范围为第一电容量范围，第二试验能力范围为第二电容量范围，变频串联谐振装置的实际试验能力范围为变频串联谐振装置的实际电容量范围。1、特高压变频串联谐振装置试验能力的估算方法特高压变频串联谐振装置试验能力的估算方法可以分为：无并联补偿时的估算方法和有并联补偿时的估算方法。后者在前者试验接线的基础上，采用电抗器与被试设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于特高压GIS主回路绝缘试验的变频串联谐振装置试验能力估算方法，其特征在于，包括：将变频串联谐振装置与特高压GIS设备串联连接；考虑变频串联谐振装置的容量限制，基于变频串联谐振装置的电流与特高压GIS设备的电容量关系，计算出变频串联谐振装置的第一试验能力范围；考虑特高压GIS设备的频率限制且基于变频串联谐振装置的谐振频率与特高压GIS设备的电容量关系，计算出变频串联谐振装置的第二试验能力范围；求取变频串联谐振装置的第一试验能力范围与第二试验能力范围的交集，得到变频串联谐振装置的实际试验能力范围。

【技术特征摘要】
1.一种用于特高压GIS主回路绝缘试验的变频串联谐振装置试验能力估算方法，其特征在于，包括：将变频串联谐振装置与特高压GIS设备串联连接；考虑变频串联谐振装置的容量限制，基于变频串联谐振装置的电流与特高压GIS设备的电容量关系，计算出变频串联谐振装置的第一试验能力范围；考虑特高压GIS设备的频率限制且基于变频串联谐振装置的谐振频率与特高压GIS设备的电容量关系，计算出变频串联谐振装置的第二试验能力范围；求取变频串联谐振装置的第一试验能力范围与第二试验能力范围的交集，得到变频串联谐振装置的实际试验能力范围。2.如权利要求1所述的一种用于特高压GIS主回路绝缘试验的变频串联谐振装置试验能力估算方法，其特征在于，计算出变频串联谐振装置的第一试验能力范围的具体过程，包括：首先，根据基于变频串联谐振装置与特高压GIS设备串联连接的接线方式及其等效电路图，得到变频串联谐振装置中串联电抗器电流的计算公式，建立串联电抗器电流与变频串联谐振装置的试验能力的对应关系；然后，根据变频串联谐振装置中串联电抗器的电流限制条件，得到变频串联谐振装置的第一试验能力范围。3.如权利要求1所述的用于特高压GIS主回路绝缘试验的变频串联谐振装置试验能力估算方法，其特征在于，计算出变频串联谐振装置的第二试验能力范围的具体过程，包括：首先，基于变频串联谐振装置的串联谐振回路的特点，建立试验频率与特高压GIS设备电容量的对应关系；然后，基于特高压GIS主回路绝缘试验的频率限制，得到变频串联谐振装置的第二试验能力范围。4.如权利要求1所述的用于特高压GIS主回路绝缘试验的变频串联谐振装置试验能...

【专利技术属性】
技术研发人员：任敬国，师伟，辜超，姚金霞，李立生，李秀卫，袁海燕，郑建，王辉，李杰，王斌，张振军，彭飞，王建，朱庆东，白德盟，马艳，吴亚平，孙景文，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37