变电站智能组件辐射磁场干扰下感应电气量的计算方法技术

本发明专利技术公开了变电站智能组件辐射磁场干扰下感应电气量的计算方法，属于智能电网设备的电磁兼容技术领域。为深入分析电网智能设备在遭受变电站强电磁暂态干扰的受扰程度，探究内部智能组件的受扰情况，提出设计包含干扰回路，屏蔽壳体和智能组件的系统化电磁场计算模型。进一步考虑智能组件的结构细小引发的仿真收敛性问题，使用频率缩放法进行解决，得到具体磁场强度和感应电气量数值。本发明专利技术提出的变电站智能组件辐射磁场干扰下感应电气量计算方法，有助于研究智能电网设备的电磁干扰问题，尤其是对长暂态时长的电磁辐射干扰耦合计算难以求解问题提供了可行方法，为电磁防护提供解决方案和参考。供解决方案和参考。供解决方案和参考。

【技术实现步骤摘要】
变电站智能组件辐射磁场干扰下感应电气量的计算方法


[0001]本专利技术属于智能电网设备的电磁兼容
，具体涉及变电站智能组件辐射磁场干扰下感应电气量计算方法。

技术介绍

[0002]智能电网设备是未来智能电网建设的重要组成部分，在推广试用过程中，由电磁干扰引发的故障占据绝大多数，使用以往传导干扰的研究和防护方法也难有成效。因此，有必要研究智能电网设备在遭受电力系统中暂态辐射干扰时的受扰情况，且由于辐射电场防护措施较多，往往容易忽视辐射磁场的危害，对其造成的干扰进行计算分析，对于提升此类设备应用可靠性具有重要的理论和工程价值。
[0003]当智能设备在遭受变电站开关分合、振荡冲击等强暂态干扰时,由于冲击电流流过变电站回路从而产生严重的辐射磁场。这种辐射磁场频率极高，强度大，可能穿过变电站智能组件的屏蔽壳体或孔缝，透射进入壳体内部，从而在智能组件板卡上直接产生耦合电压和电流，这样的暂态过程作用下，智能组件上的一些敏感元器件和芯片等可能遭受严重的冲击而产生电击穿或者热击穿，轻则导致设备计量出现误差或丢失数据，重则直接毁坏器件，引发开关失本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.变电站智能组件辐射磁场干扰下感应电气量计算方法，其特征在于，具体操作步骤如下：步骤1：建立变电站智能电网设备的三维电磁计算模型，所述三维电磁计算模型包括干扰回路、屏蔽壳体、智能组件，以及计算模块；所述智能组件设置在屏蔽壳体内；将干扰回路、屏蔽壳体、智能组件的电磁参数输入至计算模块；步骤2：将引起干扰的信号经频率缩放后导入三维电磁计算模型，使其通过干扰回路，在三维电磁计算模型的智能组件附近任选一个测量点作为磁场强度测量点；步骤3：进行三维电磁场计算，在智能组件附近的磁场强度测量点采集到辐射磁场强度信号，并将该辐射磁场强度信号按照干扰信号的频率缩放倍数进行还原，还原得到的磁场强度信号就是测量点在干扰信号下的实际辐射磁场强度信号；步骤4：将步骤3所得测量点实际辐射磁场信号施加在三维电磁计算模型的智能组件上，计算出辐射磁场在智能组件的电源端口或传输线上感应出的电压电流信号，进行电流和电压信号测量，得到信号即感应电气量信号。2.根据权利要求1所述的变电站智能组件辐射磁场干扰下感应电气量计算方法，其特征在于，步骤3进行频率缩放处理的具体方法为：首先将信号I1的幅值不变，然后将信号I1的频率提高到数百MHz
‑
GHz级，得到一个新的干扰信号I2，将I2导入三维磁场计算模型进行计算，在智能组件附件磁场强度测量点处可以测得辐射磁场强度H2’
，得到H2’
之后再按照I1和I2频率之间的倍数关系，还原得到I1实际作用下导致的辐射磁场强度H2，将H2施加在智能组件上，即可得到智能组件上受到干扰信号I1干扰所感应出的电压和电流。3.根据权利要求2所述的变电站智能组件辐射磁场干扰下感应电气量计算方法，其特征在于，步骤3进行频率缩放处理的具体推导过程如下：对于频率为f的交变电流，当延迟时间r/v比交变电流激发的电磁场周期T＝1/f小很多时，推迟引起的效应很小，可以忽略感生电场；其中，r为磁场强度测量点到干扰回路的距离；v为电磁波在空间的传播速度；忽略推迟效应后的似稳态电磁场满足：其中，E为电场强度，H为磁场强度，D为电位移矢量，B为磁感应强度；求解的似稳态场中，存在两种介质，即干扰回路导体作为介质1、...

【专利技术属性】
技术研发人员：段建东，路文超，郭琳云，杜晓通，赵宇航，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：