一种金属氧化物限压器设计能耗估算方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了一种串补装置的MOV设计能耗估算方法和装置，所述方法当短路电流超过串补旁路MOV电流定值时，MOV的能耗采用MOV的能耗最大梯度(dE/dt)max与响应时间(Tbp)的乘积来近似估算；当短路电流未超过串补旁路MOV电流定值时，MOV能耗采用MOV的能耗定值(Eset)与控制保护系统及间隙响应时间(Tbp)内的能量增量估计值之和来近似估算，相对于现有技术在计算MOV设计能耗的过程中只需要对所述串联补偿装置进行简单建模，不需要掌握串联补偿装置的详细参数，不需要对各种区内故障进行大量全面的仿真，从而减小工作量，能够在满足工程需求的许可范围内快速计算得到所述MOV设计能耗值。

Method and device for estimating energy consumption of metal oxide limiter design

The invention discloses a compensating device design of MOV energy consumption estimation method and device, the method when the short-circuit current exceeds the TCSC bypass MOV current setting, the energy consumption of MOV using the maximum gradient energy consumption of MOV (dE/dt) max (Tbp) and the response time of the product to estimate; when the short-circuit current does not exceed TCSC bypass MOV current setting, the energy consumption of MOV by MOV energy value (Eset) and response time and clearance control protection system (Tbp) in the estimation of the value of the energy increment and to estimate, compared with the existing technology in the process of calculating MOV energy consumption in the design requires only a simple model of the series compensation device, do not need to have detailed parameters of series compensation device, not the need for a large number of comprehensive simulation on various internal faults, thereby reducing the workload, can quickly calculated to meet the engineering requirements in the permission scope The MOV design energy consumption value.

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电力传输
，更具体地说，涉及一种金属氧化物限压器能耗估算方法和装置。
技术介绍
在特高压大容量长距离交流输电系统中设置串联补偿装置，可以降低线路阻抗，从而降低线路的损耗，提输电线路的传输能力，降低输电成本。在所述串联补偿装置中起主要作用的是电容器组，所述电容器组配有电容器组保护设备，图1为串补装置简化接线示意图，参见图1，传统的电容器组保护设备包括：金属氧化物限压器（MOV）、间隙、限流阻尼装置，旁路开关等设备，其中所述MOV是限制电容器电压的保护设备，所述间隙是MOV和电容的后背保护设备，旁路开关是系统检修、调度的必要装置，同时也为MOV及去游离提供必要条件，所述限流阻尼装置则用于限制电容器组放电电流，防止电容器组、间隙、旁路开关在放电过程中损坏。当线路出现短路故障时，短路电流在电容器组上产生高压电，所述MOV的作用就是吸收短路电流的能量，对电容器进行保护，所以所述MOV是所述串联补偿装置的组要过压保护措施，其设计能耗是影响串联补偿装置设计方案和制造成本的重要参数之一，在工程可行性研究及设计的初期，一般需要对所述MOV的设计能耗进行估算。但是传统的估算方法需要进行大量详细的仿真计算，计算周期较长及工作量较大，并且还需要对补偿装置进行比较精细的建模，估算人员需要掌握串联补偿装置的详细参数。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种金属氧化物限压器设计能耗估算方法和装置，<br>用于解决现有技术中在对MOV设计能耗过程中需要的工作量较大的问题。为了实现上述目的，现提出的方案如下：一种金属氧化物限压器设计能耗估算方法，所述方法包括：步骤1：估算金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗；步骤2：建立简化仿真模型；步骤3：采用电磁暂态仿真方法计算串联补偿线路区外故障条件下串联补偿装置金属氧化物限压器的能耗，确定金属氧化物限压器的能耗定值Eset，以及金属氧化物限压器电流定值Iset；步骤4：采用电磁暂态仿真方法计算串联补偿出口故障条件下金属氧化物限压器的能耗梯度最大值（dE/dt）max；步骤5：计算金属氧化物限压器第二能耗参考值：E2=k2’*(dE/dt)max*Tbp；步骤6：获取与所述金属氧化物限压器的电流定值Iset对应的电压Uiset；计算金属氧化物限压器第三能耗参考值E3：E3=k1’*Eset+k3’*Iset*Uiset*Tbp；步骤7：选取所述E3与E2中的最大值，判断所述最大值与所述估算出的设计能耗的差值是否大于预设值，如果是，将所述最大值作为所述初步估算出的设计能耗，重新执行所述步骤1；否则，将所述初步估算出的设计能耗作为所述金属氧化物限压器的设计能耗输出；其中所述k1’、k2’、k3’分别第一、第二、第三预设值，Tbp为串联补偿装置及间隙的动作时间。优选的上述方法中，所述k1’、k2’、k3’可以为依据预设测量精度、多柱MOV均流特性、安全裕度、热备用参数计算得到的预设系数。优选的上述方法中，所述k1’、k2’、k3’的取值范围为1.3～2.0。优选的上述方法中，所述初步设置金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗，包括：依据串联补偿装置的系统特性参数，初步估算金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗。优选的上述方法中，所述建立简化仿真模型，包括：所述建立简化仿真模型包括建立系统及串联补偿装置的简化仿真模型，并且该模型仅包括电容器组及金属氧化物限压器的仿真模型。一种金属氧化物限压器能耗估算装置，所述装置包括：预设单元，仿真模型建立单元，电磁暂态仿真计算单元、第一计算单元，第二计算单元和判断单元；预设单元，用于预设金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗；仿真模型建立单元，用于建立简化仿真模型；电磁暂态仿真计算单元，用于采用电磁暂态仿真方法计算串联补偿线路区外故障条件下串联补偿装置金属氧化物限压器的能耗，确定金属氧化物限压器的能耗定值Eset，以及金属氧化物限压器电流定值Iset；第一计算单元，用于依据公式：E2=k2’*(dE/dt)max*Tbp，计算出第二参考值；第二计算单元，用于获取与所述金属氧化物限压器的电流定值Iset对应的电压Uiset，以及公式E3=k1’*Eset+k3’*Iset*Uiset*Tbp；计算金属氧化物限压器第三能耗参考值E3：判断单元，用于选取所述E3与E2中的最大值，判断所述最大值与所述预设的设计能耗的差值是否大于预设值，如果是，将所述最大值作为所述预设单元预设的设计能耗，触发所述预设单元，否则，将所述设计能耗作为所述金属氧化物限压器的设计能耗并输出。优选的，上述装置中，还可以包括：预设系数计算单元，用于获取预设测量精度、多柱MOV均流特性、安全裕度、热备用参数，并依据所述预设测量精度、多柱MOV均流特性、安全裕度、热备用参数计算所述k1’、k2’、k3’的值。优选的上述装置中，所述预设单元，包括：第一参数获取单元，用于获取串联补偿装置的系统特性参数；设计能耗估算单元，用于依据串联补偿装置的系统特性参数计算金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗。从上述的技术方案可以看出，本申请公开的金属氧化物限压器设计能耗估算方法相对于现有技术而言在计算MOV设计能耗的过程中只需要对所述串联补偿装置进行简单建模，不需要掌握串联补偿装置的详细参数，不需要对各种区内故障进行大量全面的仿真，从而减小工作量，能够在满足工程需求的许可范围内快速计算得到所述MOV设计能耗值。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中串补装置简化接线示意图；图2为现有技术中串联补偿过电压保护逻辑示意图；图3为本申请实施例一公开的详细仿真方法的流程图；图4为本申请实施例二公开的简单估算法的流程图；图5为本申请实施例三提供的所述MOV设计能耗估算方法的流程图；图6为本申请提供的A-B之间的串补系统简化示意图；图7为本申请提供的所述金属氧化物限压器能耗估算装置的结构图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属氧化物限压器设计能耗估算方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：估算金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗；步骤2：建立简化仿真模型；步骤3：采用电磁暂态仿真方法计算串联补偿线路区外故障条件下串联补偿装置金属氧化物限压器的能耗，确定金属氧化物限压器的能耗定值Eset，以及金属氧化物限压器电流定值Iset；步骤4：采用电磁暂态仿真方法计算串联补偿出口故障条件下金属氧化物限压器的能耗梯度最大值（dE/dt）max；步骤5：计算金属氧化物限压器第二能耗参考值：E2=k2’*(dE/dt)max*Tbp；步骤6：获取与所述金属氧化物限压器的电流定值Iset对应的电压Uiset；计算金属氧化物限压器第三能耗参考值E3：E3=k1’*Eset+k3’*Iset*Uiset*Tbp；步骤7：选取所述E3与E2中的最大值，判断所述最大值与所述估算出的设计能耗的差值是否大于预设值，如果是，将所述最大值作为所述初步估算出的设计能耗，重新执行所述步骤1；否则，将所述初步估算出的设计能耗作为所述金属氧化物限压器的设计能耗输出；其中所述k1’、k2’、k3’分别第一、第二、第三预设值，Tbp为串联补偿装置及间隙的动作时间。...

【技术特征摘要】
1.一种金属氧化物限压器设计能耗估算方法，其特征在于，所述方法包
括：
步骤1：估算金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗；
步骤2：建立简化仿真模型；
步骤3：采用电磁暂态仿真方法计算串联补偿线路区外故障条件下串联补
偿装置金属氧化物限压器的能耗，确定金属氧化物限压器的能耗定值Eset，
以及金属氧化物限压器电流定值Iset；
步骤4：采用电磁暂态仿真方法计算串联补偿出口故障条件下金属氧化物
限压器的能耗梯度最大值（dE/dt）max；
步骤5：计算金属氧化物限压器第二能耗参考值：E2=
k2’*(dE/dt)max*Tbp；
步骤6：获取与所述金属氧化物限压器的电流定值Iset对应的电压Uiset；
计算金属氧化物限压器第三能耗参考值E3：
E3=k1’*Eset+k3’*Iset*Uiset*Tbp；
步骤7：选取所述E3与E2中的最大值，判断所述最大值与所述估算出
的设计能耗的差值是否大于预设值，如果是，将所述最大值作为所述初步估
算出的设计能耗，重新执行所述步骤1；否则，将所述初步估算出的设计能耗
作为所述金属氧化物限压器的设计能耗输出；
其中所述k1’、k2’、k3’分别第一、第二、第三预设值，Tbp为串联补偿
装置及间隙的动作时间。
2.根据权利要求1中的金属氧化物限压器能耗估算方法，其特征在于，
所述k1’、k2’、k3’为依据预设测量精度、多柱MOV均流特性、安全裕度、
热备用参数计算得到的预设系数。
3.根据权利要求1中的金属氧化物限压器能耗估算方法，其特征在于，
所述k1’、k2’、k3’的取值范围为1.3～2.0。
4.根据权利要求1中的金属氧化物限压器能耗估算方法，其特征在于，
所述初步设置金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗，包括：
依据串联补偿装置的系统特性参数，初步估算金属氧化物限压器的额定
电压值及设计能耗。
5.根据权利要求1中的金属氧化物限压器能耗估算方...

【专利技术属性】
技术研发人员：项祖涛，张媛媛，郑彬，韩彬，杜宁，韩亚楠，周佩鹏，杨大业，刘传文，
申请(专利权)人：国家电网公司，中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11