换流站设备的瞬态冲击性能检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种换流站设备的瞬态冲击性能检测系统，包括：基于换流站的输电网模型、激励电流源和电压测量装置；所述输电网模型包括多个杆塔模型、模拟直流母线、门型架构模型和多个绝缘支柱模型，所述杆塔模型的顶端通过模拟直流母线相互连接；各个绝缘支柱模型通过模拟直流母线进行连接，所述绝缘支柱模型和杆塔模型分别分布在所述门型架构模型的两侧；其中，绝缘支柱模型与所述绝缘支柱、避雷器或者电容器一一对应；所述激励电流源分别向各个杆塔模型的顶端施加冲击电流，在所述冲击电流流过模拟直流母线时，所述电压测量装置测量位于边缘的绝缘支柱模型处模拟直流母线的电压参数；所述电压参数用于对换流站设备的瞬态冲击性能进行检测。

Transient impact performance testing system for converter station equipment

Including the transient performance detection system, the invention relates to a converter equipment: transmission model, excitation current source and voltage measuring device of converter based on; the transmission network model includes multiple tower model and Simulation of DC bus, gate type architecture model and a plurality of insulating pillar model, the model of the tower top connected by analog DC bus; pillar are connected through the simulation model of DC bus insulation each of the insulating pillar model and tower model were distributed on both sides of the gate type architecture model; the insulating pillar model and the insulating pillar, arrester or capacitor corresponding to the excitation current source respectively; the impact of current applied to the top of each tower model, in which the impact current through the simulation of DC bus, the measured voltage measuring device at The voltage model is used to simulate the voltage parameters of the DC bus at the edge of the insulation strut model.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压电力
，特别是涉及一种换流站设备的瞬态冲击性能检测系统。
技术介绍
换流站是输电网的重要组成部分，其中的输电线路、输电线路上的相关电气设备以及用于连接或者支撑上述输电线路的支撑杆塔等换流站设备需要工作在户外，极有可能遭受雷击等瞬态冲击放电现象，导致输电线路的工作具有较大的安全隐患。因而针对换流站设备开展对其施加雷电等瞬态冲击电流时所产生的瞬态冲击性能(输电设备通过瞬态冲击电流时的电压信息等)检测具有重要意义。目前，换流站设备的瞬态冲击性能检测主要基于传输线理论对电力系统电磁暂态过电压进行计算，具体是将各个输电线路等效为RLC等元器件，进行仿真计算，这样容易忽略输电线路所处工作环境以及相关电气设备形状、尺寸对电磁暂态过程的影响，使换流站设备的瞬态冲击性能检测方案具有局限性。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统换流站设备的瞬态冲击性能方案具有局限性的技术问题，提供一种换流站设备的瞬态冲击性能检测系统。一种换流站设备的瞬态冲击性能检测系统，包括：基于换流站的输电网模型、激励电流源和电压测量装置；所述输电网模型包括多个杆塔模型、模拟直流母线、门型架构模型和多个绝缘支柱模型，所述杆塔模型的顶端通过模拟直流母线相互连接；所述绝缘支柱模型的位置与输电线路中绝缘支柱、避雷器和电容器的位置对应，各个绝缘支柱模型通过模拟直流母线进行连接，所述绝缘支柱模型和杆塔模型分别分布在所述门型架构模型的两侧；其中，绝缘支柱模型与所述绝缘支柱、避雷器或者电容器一一对应；所述激励电流源分别向各个杆塔模型的顶端施加冲击电流，在所述冲击电流流过模拟直流母线时，所述电压测量装置测量位于边缘的绝缘支柱模型处模拟直流母线的电压参数；所述电压参数用于对换流站设备的瞬态冲击性能进行检测。上述换流站设备的瞬态冲击性能检测系统，根据输电线(母线)、杆塔、绝缘支柱、避雷器和电容器等输电网相关设备以及相应的连接关系设置输电网模型，对上述输电网模型中的各个杆塔模型施加冲击电流，以对其工作时遭受的雷电冲击电流进行模拟，并在上述冲击电流流过杆塔模型时，利用电压测量装置测量位于边缘的绝缘支柱模型处模拟直流母线的电压参数，以根据上述电压参数检测上述输电设备所对应的瞬态冲击参数，使换流站设备的瞬态冲击性能检测方案可以结合输电线(母线)、杆塔、绝缘支柱、避雷器和电容器的实际位置关系、连接关系、形状和尺寸等对电磁暂态冲击流量电流的冲击响应进行检测，可以提高相应瞬态冲击参数检测的全面性，对换流站设备的瞬态冲击性能检测具有较高的参考价值，还可以指导上述输电线路的防雷设计。附图说明图1为一个实施例的输电网模型俯视图；图2为一个实施例的模拟直流母线的长度示意图；图3为一个实施例的测量导线结构示意图；图4为一个实施例的杆塔模型分布示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术提供的换流站设备的瞬态冲击性能检测系统的具体实施方式进行详细阐述。参考图1，图1所示为一个实施例的输电网模型俯视图，图1所示的基于换流站的输电网模型包括：多个杆塔模型(如第一杆塔模型111和第二杆塔模型112)、模拟直流母线、门型架构模型117和多个绝缘支柱模型(比如图1中的113、114、115和116等)，所述杆塔模型的顶端通过模拟直流母线相互连接；所述绝缘支柱模型的位置与输电线路中绝缘支柱、避雷器和电容器的位置对应，各个绝缘支柱模型通过模拟直流母线进行连接，所述绝缘支柱模型和杆塔模型分别分布在所述门型架构模型117的两侧；其中，绝缘支柱模型与所述绝缘支柱、避雷器或者电容器一一对应；如图1所示，与输电网中绝缘支柱、避雷器和电容器一一对应的绝缘支柱模型设置在门型架构模型的另一侧，多个绝缘支柱模型形成一个绝缘支柱网络，其中，绝缘支柱模型113、114、115和116均位于位于上述多个绝缘支柱模型的边缘；本实施例中，换流站设备的瞬态冲击性能检测系统结构示意图，包括：图1所示的输电网模型、激励电流源和电压测量装置；所述输电网模型包括多个杆塔模型(如第一杆塔模型111和第二杆塔模型112)、模拟直流母线(如111)、门型架构模型117和多个绝缘支柱模型，所述杆塔模型的顶端通过模拟直流母线相互连接；所述绝缘支柱模型的位置与输电线路中绝缘支柱、避雷器和电容器的位置对应，各个绝缘支柱模型通过模拟直流母线进行连接，所述绝缘支柱模型和杆塔模型分别分布在所述门型架构模型的两侧；其中，绝缘支柱模型与所述绝缘支柱、避雷器或者电容器一一对应；所述激励电流源分别向各个杆塔模型的顶端施加冲击电流，如图1所示，上述激励电流源可以分别向第一杆塔模型111和第二杆塔模型112的顶端施加冲击电流，在所述冲击电流流过模拟直流母线时，所述电压测量装置测量位于边缘的绝缘支柱模型处(图1中位于边缘的绝缘支柱模型113、114、115和116处)模拟直流母线(图1所示位置M1、M2、M3和M4)的电压参数；所述电压参数用于对换流站设备的瞬态冲击性能进行检测。上述多个杆塔模型可以分别连接同一个激励电流源，也可以分别连接不同的激励电流源。其中，上述激励电流源可以连接在各个杆塔模型的顶端与地端之间。上述各个电压测量点(位于边缘的绝缘支柱模型处模拟直流母线)可以分别连接同一个电压测量装置，也可以分别连接不同的电压测量装置。其中，上述电压测量装置可以连接在各个电压测量点与地端之间。上述瞬态冲击性能可以通过相应的瞬态冲击参数表征，上述瞬态冲击参数可以包括雷电冲击电流等冲击电流流过杆塔模型(对应于相应的输电网中相关设备遭受到瞬态雷电放电现象)时，位于边缘的绝缘支柱模型处模拟直流母线的电压大小、大于某一值(比如设定的安全值等)的电压持续时间，电压信号的上升沿时间和下降沿时间等，根据电压测量设备获取的电压参数，可以得到模拟直流母线对应的瞬态冲击参数，从而得到相应输电线路在遭受瞬态雷电放电电流等瞬态冲击电流时的瞬态冲击性能。上述各个杆塔模型的尺寸可以以实际工程的直线塔或者耐张塔等多基杆塔的尺寸为准，将输电网中的直线塔或者耐张塔等多基杆塔按照1:25缩放比例进行缩放，以建立相应的杆塔模型。杆塔模型可以采用镀锌钢材料焊接而成，还可以选取直径为11mm(毫米)的镀锌钢；为保证杆塔模型设置在相应平台(地面等)上的稳定性，可以在各个杆塔模型的塔脚分别焊接尺寸为150mm×150mm×10mm的钢板；杆塔模型可以包括塔头(顶端)、塔身(中间部分)和塔腿(底端)等；上述杆塔模型的顶端可以设置横担模型，上述杆塔模型的底端设置有模拟接地线，上述模拟接地线可以保证相应杆塔模型与地端之间的导通，上述模拟接地线为半径相同，直径为0.8mm的裸铜线。上述门型架构模型的材料选取可以参照上述杆塔模型，采用镀锌钢材料焊接而成。模拟直流母线可以采用外径为20mm铝管；按照直流场各设备所在位置布置绝缘支柱模型，上述绝缘支柱模型需要与地面绝缘。由于换流站设备的瞬态冲击性能检测系统不易考虑电晕放电，在上述瞬态冲击参数检测系统中可以尽量避免模拟接地线或者其他测量引线所产生的电晕放电，以保证相应瞬态冲击参数检测系统的准确性。上述模拟接地线可以连接铺设在地面且宽度为2m的铝板，以保证相应的换流站设备的瞬态冲击性能检测系统可以达到理想接地状态。放置杆塔模型和绝缘支柱模型的平台在布置完上述各个杆塔模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种换流站设备的瞬态冲击性能检测系统，其特征在于，包括：基于换流站的输电网模型、激励电流源和电压测量装置；所述输电网模型包括多个杆塔模型、模拟直流母线、门型架构模型和多个绝缘支柱模型，所述杆塔模型的顶端通过模拟直流母线相互连接；所述绝缘支柱模型的位置与输电线路中绝缘支柱、避雷器和电容器的位置对应，各个绝缘支柱模型通过模拟直流母线进行连接，所述绝缘支柱模型和杆塔模型分别分布在所述门型架构模型的两侧；其中，绝缘支柱模型与所述绝缘支柱、避雷器或者电容器一一对应；所述激励电流源分别向各个杆塔模型的顶端施加冲击电流，在所述冲击电流流过模拟直流母线时，所述电压测量装置测量位于边缘的绝缘支柱模型处模拟直流母线的电压参数；所述电压参数用于对换流站设备的瞬态冲击性能进行检测。

【技术特征摘要】
1.一种换流站设备的瞬态冲击性能检测系统，其特征在于，包括：基于换流站的输电网模型、激励电流源和电压测量装置；所述输电网模型包括多个杆塔模型、模拟直流母线、门型架构模型和多个绝缘支柱模型，所述杆塔模型的顶端通过模拟直流母线相互连接；所述绝缘支柱模型的位置与输电线路中绝缘支柱、避雷器和电容器的位置对应，各个绝缘支柱模型通过模拟直流母线进行连接，所述绝缘支柱模型和杆塔模型分别分布在所述门型架构模型的两侧；其中，绝缘支柱模型与所述绝缘支柱、避雷器或者电容器一一对应；所述激励电流源分别向各个杆塔模型的顶端施加冲击电流，在所述冲击电流流过模拟直流母线时，所述电压测量装置测量位于边缘的绝缘支柱模型处模拟直流母线的电压参数；所述电压参数用于对换流站设备的瞬态冲击性能进行检测。2.根据权利要求1所述的换流站设备的瞬态冲击性能检测系统，其特征在于，还包括电流测量装置；所述电流测量装置连接在所述杆塔模型的顶端和激励电流源之间；所述电流测量装置用于测量所述激励电流源发出的冲击电流的电流参数。3.根据权利要求2所述的换流站设备的瞬态冲击性能检测系统，其特征在于，还包括服务器；所述服务器分别连接电流测量装置和电压测量装置；用于获取电流测量装置测量的电流参数以及电压测量装置测量的电压参数，并根据所述电流参数和电压参数检测所述输电网模型所对应的换流站设备的瞬态冲击性能。4.根据权利要求3所述的换流站设备的瞬态冲击性能检测系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：厉天威，何俊佳，赵贤根，罗兵，刘磊，项阳，陈名，李敏，李斌，唐力，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44