电气绝缘设备中绝缘气体混合物浓度比确定方法及系统技术方案

本发明专利技术属于电力设备绝缘介质领域，提供了一种电气绝缘设备中绝缘气体混合物浓度比确定方法及系统，包括根据应用场景绝缘要求确定混合气体中绝缘介质的的分压；利用混合气体中绝缘介质的分压进行初始化参数；计算目标函数的适应度值，根据电气设备运行温度要求进行寻优更替，迭代终止输出分压比；在分压比的基础上判断分解性能是否符合标准，确定最佳混合比。本发明专利技术旨在利用海鸥优化算法思想能够适用确定于当前应用场景的混合比，结合二氧化碳对C5F

【技术实现步骤摘要】
电气绝缘设备中绝缘气体混合物浓度比确定方法及系统


[0001]本专利技术属于电力设备绝缘介质
，具体涉及一种电气绝缘设备中绝缘气体混合物浓度比确定方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]六氟化硫(SF6)因其优良的绝缘和灭弧性能被大量应用于电气工业，然而日益增长的SF6使用及其温室效应带来的排放不容忽视，因此电力行业亟需采用SF6的替代品。绝缘介质全氟戊酮(C5F
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O)绝缘强度是SF6的2.1倍，GWP仅为1，大气寿命低至0.04年，表现出十分优异的环保性能，与CO2、N2等缓冲气体混合，综合性能可满足电力设备使用条件。C5F
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O与CO2组成的混合绝缘气体作为新型SF6替代气体，已被用于气体绝缘开关设备(GIS)和气体绝缘输电线路(GIL)等电气设备。
[0004]环保型绝缘气体C5F
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O全球变暖潜能值(GWP)仅为1，在环保、绝缘、安全等方面表现良好，考虑到C5F
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O的高液化温度，CO2常被用作缓冲气体以降低气体混合物的沸点。混合气体中C5F
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O的占比直接影响混合气体的绝缘能力等，因此需要根据电力设备的具体应用场景选择合适的气体混合比例。
[0005]现有的关于C5F
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O气体混合物最佳混合比确认方法多是在已知分压比的前提下，以SF6气体为对照，研究其耐压绝缘性能，分析其作为SF6替代气体的可能性。且部分方法考虑元素较为单一。
[0006]因此，有必要确定一种C5F
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O气体混合物最佳混合比的确认方法，有效提高气体混合物的应用潜力。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种电气绝缘设备中绝缘气体混合物浓度比确定方法及系统。
[0008]根据一些实施例，本专利技术的第一方案提供了一种电气绝缘设备中绝缘气体混合物浓度比确定方法，采用如下技术方案：
[0009]电气绝缘设备中绝缘气体混合物浓度比确定方法，包括：
[0010]根据应用场景绝缘要求确定混合气体中绝缘介质的的分压；
[0011]利用混合气体中绝缘介质的分压进行初始化参数；
[0012]计算目标函数的适应度值，根据电气设备运行温度要求进行寻优更替，迭代终止输出分压比；
[0013]在分压比的基础上判断分解性能是否符合标准，确定最佳混合比。
[0014]进一步地，所述根据应用场景绝缘要求确定混合气体中绝缘介质的的分压，具体为：
[0015]分别获取不同混合比的全氟戊酮混合气体与六氟化硫的击穿电压；
[0016]获取不同压强、混合比下混合气体与液化温度之间的关系；
[0017]获取不同混合比下的的全氟戊酮和二氧化碳混合气体的分解特性，确定混合气体中绝缘介质全氟戊酮的的分压。
[0018]进一步地，所述利用混合气体中绝缘介质的分压进行初始化参数，包括：
[0019]根据六氟化硫电气设备应用场景实际结构和相对绝缘强度，结合混合气体的击穿特性；
[0020]给定某一随机因子压强下满足应用场景绝缘要求的混合气体中绝缘介质的分压，从而进行参数初始化。
[0021]进一步地，所述目标函数的适应度值，具体为：
[0022]f(x)＝αmin(EC)+βf(θt)(α+β＝1)
[0023]其中，EC即经济成本，f(θt)表示超出最佳温度t的部分θt产生的影响。
[0024]进一步地，根据电气设备运行温度要求进行寻优更替，迭代终止输出分压比，包括：
[0025]根据应用场景实际运行工况确定运行的温度范围；
[0026]结合运行的最低温度和混合气体的液化温度，确定压强下满足应用场景运行温度要求下混合气体中绝缘介质的分压；
[0027]执行寻优迭代，所述确定压强作为随机因子参与迭代；
[0028]迭代终止，返回满足目标函数的混合气体分压比。
[0029]进一步地，在分压比的基础上判断分解性能是否符合标准，包括：
[0030]在分压比的基础上对相应浓度的混合气体分析其分解性能；
[0031]若不符合实际标准则改变随机因子P重新寻优，进一步确定混合气体目标最终分压比的值。
[0032]进一步地，在混合气体目标最终分压比的的基础上，确定满足目标函数的最优混合比。
[0033]根据一些实施例，本专利技术的第二方案提供了一种电气绝缘设备中绝缘气体混合物浓度比确定系统，采用如下技术方案：
[0034]电气绝缘设备中绝缘气体混合物浓度比确定系统，包括：
[0035]混合分压确定模块，被配置为根据应用场景绝缘要求确定混合气体中绝缘介质的的分压；
[0036]初始化模块，被配置为利用混合气体中绝缘介质的分压进行初始化参数；
[0037]分压比确定模块，被配置为计算目标函数的适应度值，根据电气设备运行温度要求进行寻优更替，迭代终止输出分压比；
[0038]最佳混合比确定模块，被配置为在分压比的基础上判断分解性能是否符合标准，确定最佳混合比。
[0039]根据一些实施例，本专利技术的第三方案提供了一种计算机可读存储介质。
[0040]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一个方面所述的电气绝缘设备中绝缘气体混合物浓度比确定方法中的步骤。
[0041]根据一些实施例，本专利技术的第四方案提供了一种计算机设备。
[0042]一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一个方面所述的电气绝缘设备中绝缘气体混合物浓度比确定方法中的步骤。
[0043]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0044]本专利技术旨在利用海鸥优化算法思想能够适用确定于当前应用场景的混合比，结合二氧化碳对C5F
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O分解性能的影响，进一步确定混合气体中C5F
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O的占比，使得C5F
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O混合气体能够直接应用于电力设备且具有最佳性能。
附图说明
[0045]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0046]图1为不同压强下C5F
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O/CO2与SF6的击穿特性；
[0047]图2为不同混合比下C5F
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O/CO2的饱和蒸气压；
[0048]图3(a)为利用AMS搭建的仿真分子动力学模型C5F
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O分子模型；
[0049]图3(b)为利用AMS搭建的仿真分子动力学模型混合气体模型；
[0050]图4为不同CO2含量下C5F...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电气绝缘设备中绝缘气体混合物浓度比确定方法，其特征在于，包括：根据应用场景绝缘要求确定混合气体中绝缘介质的的分压；利用混合气体中绝缘介质的分压进行初始化参数；计算目标函数的适应度值，根据电气设备运行温度要求进行寻优更替，迭代终止输出分压比；在分压比的基础上判断分解性能是否符合标准，确定最佳混合比。2.如权利要求1所述的电气绝缘设备中绝缘气体混合物浓度比确定方法，其特征在于，所述根据应用场景绝缘要求确定混合气体中绝缘介质的的分压，具体为：分别获取不同混合比的全氟戊酮混合气体与六氟化硫的击穿电压；获取不同压强、混合比下混合气体与液化温度之间的关系；获取不同混合比下的的全氟戊酮和二氧化碳混合气体的分解特性，确定混合气体中绝缘介质全氟戊酮的的分压。3.如权利要求1所述的电气绝缘设备中绝缘气体混合物浓度比确定方法，其特征在于，所述利用混合气体中绝缘介质的分压进行初始化参数，包括：根据六氟化硫电气设备应用场景实际结构和相对绝缘强度，结合混合气体的击穿特性；给定某一随机因子压强下满足应用场景绝缘要求的混合气体中绝缘介质的分压，从而进行参数初始化。4.如权利要求1所述的电气绝缘设备中绝缘气体混合物浓度比确定方法，其特征在于，所述目标函数的适应度值，具体为：f(x)＝αmin(EC)+βf(θt)(α+β＝1)其中，EC即经济成本，f(θt)表示超出最佳温度t的部分θt产生的影响。5.如权利要求1所述的电气绝缘设备中绝缘气体混合物浓度比确定方法，其特征在于，根据电气设备运行温度要求进行寻优更替，迭代终止输出分压比，包括：根据应用场景实际运行工况确定运行的温度范围；结合运行的最低温度和混合气体的液化温度，确...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑义斌，李彬，李琮，王思源，王宁，刘春明，周兴福，朱凯枫，张德才，韩为超，高卫康，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司济南供电公司，
类型：发明
国别省市：