一種獲取gis電壓互感器誤差試驗線路的分布電容方法
【專利摘要】本發明公開了涉及一種獲取GIS電壓互感器誤差試驗線路的分布電容方法，其中GIS母線等效分布電容的方法包括以下步驟：測量GIS設備絕緣外殼半徑R、母線導體半徑r，母線導體長度l；根據GIS設備中SF6氣體的介電常數ε，得到母線的等效分布電容Cm；通過對斷路器、接地開關等一次設備進行耐壓試驗，測得所加試驗電壓u與電流i，得到斷路器等效電容Cd；同理可求出誤差試驗回路中接地開關、避雷器和高壓套管等一次設備的等效分布電容值Cj、Cb和Ct；最終得到GIS電壓互感器誤差試驗線路總的分布電容C0。本發明可完成諧振升壓試驗，通過現場數據驗證，計算結果基本滿足工程需求，可節約大量試驗運輸費用、人力資源和時間。
【專利說明】-種獲取GIS電壓互感器誤差試驗線路的分布電容方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及GIS互感器試驗線路測量，具體設及一種獲取GIS電壓互感器誤差試 驗線路的分布電容方法。
【背景技術】
[0002] 隨著電力系統向大容量、特高壓方向發展，小型化、高可靠性的氣體絕緣全封閉式 組合電器（W下簡稱GI巧越來越廣泛地應用在發電廠、變電站中。與常規敞開式變電站相 比，GIS裝置占地面積小，安全可靠，特別是±地資源有限的大中等城市更是迫切需求。GIS 裝置將斷路器、隔離開關、接地開關、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等設備或部 件全部封閉在金屬接地的外殼中，在其內部充有一定壓力的SF6絕緣氣體。
[0003] 目前，GIS電壓互感器誤差測試在停電狀態下進行，采用比較法對被試電壓互感器 進行現場誤差測試。將標準電壓互感器和被試電壓互感器并聯，對兩個二次輸出電壓進行 比較測差。在進行互感器誤差試驗時，由于GIS獨特的結構，無法將單只電壓互感器進行升 壓，造成GIS互感器的誤差試驗一次信號加載較為困難。通過GIS出線口進行升壓時，一次 設備的導體與外殼之間存在著較大的分布電容，試驗線路中連接的高壓套管也存在著較大 的分布電容，將大大增加試驗設備的電源容量，對其誤差試驗存在較大的影響。通常采用將 一次設備如母線、斷路器、接地開關等與被試電磁式電壓互感器看成一個整體，利用一次設 備的分布電容和電抗器串聯諧振升壓，完成誤差檢測試驗。因此，準確掌握各項一次設備的 分布電容參數是完成GIS變電站中互感器的誤差測試試驗的關鍵因素。
[0004] 目前，通常采用獲取誤差試驗線路一次設備分布電容的方法是利用GIS耐壓試 驗，根據測得容性電流，推算出容抗和相應的分布電容值；或者根據變頻諧振高壓時的頻率 和電抗數據，推算出分布電容與雜散電容之和。該些方法均需要進行現場高壓試驗，存在試 驗設備龐大、設備運送十分不便且耗費大量試驗設備運輸費用，人力資源和時間等問題，且 目前沒有關于此方面的理論計算模型。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種獲取GIS電壓互感器誤差試驗線路的分布電容方法， 解決現有的母線電容獲取方法存在試驗設備龐大、設備運送十分不便且耗費大量試驗設備 運輸費用，人力資源和時間的問題。
[0006] 為解決上述的技術問題，本發明采用W下技術方案：
[0007] 一種獲取GIS電壓互感器誤差試驗線路的分布電容方法，其特征在于包括W下步 驟：
[000引步驟一，測量GIS設備絕緣外殼半徑R、母線導體半徑r，母線導體長度1 ;
[0009] 步驟二，根據GIS設備中SF6氣體的介電常數e，通過公式
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[0013] 得到母線的等效分布電容Cm;
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[0019] 得到斷路器等效電容Cd;
[0020] 步驟四，同理可求出誤差試驗回路中接地開關、避雷器和高壓套管等一次設備的 等效分布電容值Cj.、Cb和Ct;
[0021] 步驟五，通過建立的GIS電壓互感器誤差試驗線路分布電容計算模型，等效模型 等效為各個集中參數電容并聯，總的等效分布電容為母線、斷路器、接地開關、避雷器、高壓 套管等所有設備等效電容之和，通過公式
[0022] C〇=Cm+Cd+Cj+Cb+Ct
[0023] 得到GIS電壓互感器誤差試驗線路總的分布電容C。。
[0024] 與現有技術相比，本發明的有益效果是；本發明配合斷路器的等效分布電容、隔離 開關的等效分布電容，W及避雷器、高壓電纜、高壓套管等其他元件的等效分布電容，并將 分布電容值帶入等效模型，等效為一個集中分布電容參數，匹配相應的電抗器即可完成諧 振升壓試驗，不需要進行現場高壓試驗，通過現場數據驗證，計算結果基本滿足工程需求， 可節約大量試驗運輸費用、人力資源和時間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025] 圖1為GIS母線管道橫截面示意圖。
[0026] 圖2為分布分布電容的互感器一次電路圖。
【具體實施方式】
[0027] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，W下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用W解釋本發明，并 不用于限定本發明。
[002引 GIS母線被安裝在絕緣管道外殼內部，存在較大的分布電容。特別是在長距離水電 站GIS中，由于母線的長度較長，其分布電容對誤差試驗的影響更大，其內部分布電容可等 效為一個圓筒形電容分布，如圖1所示。
[0029] 若忽略電容的邊緣效應，圓筒內的介質任意一點的電場方向均與半徑方向一致。 由于其設備結構的對稱性，在介質內與中屯、距離相等的任意點的電場強度大小相等。根據 高斯定理，均勻介質中任意閉合面的通量恒等于閉合面內部總電荷與介質介電常數之比。 取閉合面為中屯、對稱的圓柱體，則圓柱體側面上的電場方向為外法線方向，而上下底面的 電場方向與法線方向垂直。
[0030] 圖2示出了本發明一種獲取GIS母線等效分布電容的方法的一個實施例；一種獲 取GIS電壓互感器誤差試驗線路的分布電容方法，其特征在于包括W下步驟：
[0031] 步驟一，測量GIS設備絕緣外殼半徑R、母線導體半徑r，母線導體長度1 ;
[0032] 步驟二，根據GIS設備中SF6氣體的介電常數e，通過公式 q 1 f 巧牛 a'] q 1 R
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[0036] 得到母線的等效分布電容Cm;
[0037] 步驟=，通過對斷路器、接地開關等一次設備進行耐壓試驗，測得所加試驗電壓u 與電流i，
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[0042] 得到斷路器等效電容Cd;
[0043] 步驟四，同理可求出誤差試驗回路中接地開關、避雷器和高壓套管等一次設備的 等效分布電容值Cj、Cb和Ct;
[0044] 步驟五，通過建立的GIS電壓互感器誤差試驗線路分布電容計算模型，等效模型 等效為各個集中參數電容并聯，總的等效分布電容為母線、斷路器、接地開關、避雷器、高壓 套管等所有設備等效電容之和，通過公式
[0045] C〇=Cm+Cd+Cj+Cb+Ct
[0046] 得到GIS電壓互感器誤差試驗線路總的分布電容C。。
[0047] 在GIS設備中，其他設備元件的等效分布電容值由于不同的GIS變電站結構、設備 安裝各有不同，也不盡相同，在進行分布電容分析，諧振升壓時，因具體問題具體分析。表1 所列為各元件入口電容值的代表性參數。具體GIS中各設備的等效分布電容可通過分別進 行耐壓試驗計算獲得。將設備一端接一次高壓，另一端接地，進行耐壓試驗，測得設備的容 性電流，進而計算出其等效的分布電容值。
[0048]
【權利要求】
1. 一種獲取GIS電壓互感器誤差試驗線路的分布電容方法，其特征在于包括以下步 驟： 步驟一，測量GIS設備絕緣外殼半徑R、母線導體半徑r，母線導體長度1 ; 步驟二，根據GIS設備中SF6氣體的介電常數e，通過公式
得到母線的等效分布電容C111; 步驟三，通過對斷路器、接地開關等一次設備進行耐壓試驗，測得所加試驗電壓u與電 流i， 通過公式
得到斷路器等效電容Cd; 步驟四，同理可求出誤差試驗回路中接地開關、避雷器和高壓套管等一次設備的等效 分布電容值Cj、Cb和Ct; 步驟五，通過建立的GIS電壓互感器誤差試驗線路分布電容計算模型，等效模型等效 為各個集中參數電容并聯，總的等效分布電容為母線、斷路器、接地開關、避雷器、高壓套管 等所有設備等效電容之和，通過公式 C0=Cffl+Cd+Cj+Cb+Ct 得到GIS電壓互感器誤差試驗線路總的分布電容C。。
【文檔編號】G01R27/26GK104502731SQ201410830911
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月26日 優先權日:2014年12月26日
【發明者】陳賢順, 李永森, 陳偉根, 周林, 史強, 艾兵, 黃嘉鵬 申請人:國家電網公司, 國網四川省電力公司電力科學研究院, 重慶大學