本發(fā)明涉及一種建模方法，具體涉及一種VFTO對(duì)空心線圈電子式互感器影響的建模方法。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)電力系統(tǒng)容量不斷增大以及電壓等級(jí)不斷升高，電磁式電流互感器由于體積和重量大、絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜、磁飽和、頻帶窄、暫態(tài)特性差等固有缺點(diǎn)，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)可靠運(yùn)行的需求?？招木€圈電子式電流互感器由于測(cè)量品質(zhì)優(yōu)越，是一種理想的電磁式電流互感器替代產(chǎn)品，已經(jīng)在新一代智能變電站中得到了廣泛應(yīng)用。

然而，空心線圈電子式電流互感器在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)暴露出容易受到強(qiáng)電磁干擾的問(wèn)題。尤其是在GIS(氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備)變電站中，電氣設(shè)備之間距離較近，隔離開(kāi)關(guān)分合操作引起的行波在傳播過(guò)程中衰減不明顯，行波傳播至外殼不連續(xù)處會(huì)發(fā)生多次折反射，會(huì)在線路上激起VFTO和VFTC(特快速暫態(tài)過(guò)電流)，經(jīng)空心線圈傳感至二次側(cè)，導(dǎo)致電子式互感器輸出波形出現(xiàn)嚴(yán)重畸變、毛刺，甚至互感器本身?yè)p壞的現(xiàn)象，影響了空心線圈電子式電流互感器在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的可靠性，危及了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。目前，電力行業(yè)對(duì)于VFTO干擾對(duì)電子式互感器影響水平尚未有規(guī)范性的判斷方法，因此，有必要建立一種VFTO對(duì)空心線圈電子式互感器的影響模型，研究現(xiàn)場(chǎng)暫態(tài)強(qiáng)干擾下電子式互感器的輸出特性。

在現(xiàn)有研究中，VFTO對(duì)空心線圈電子式互感器影響模型大多偏重于一次線路和VFTO過(guò)程本身，對(duì)空心線圈電子式互感器的建模比較粗糙，一般沿用電感等效或集中參數(shù)模型，忽略了空心線圈在VFTO高頻暫態(tài)過(guò)程中傳變特性的變化，無(wú)法準(zhǔn)確反映空心線圈雜散參數(shù)的影響和局部諧振。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種VFTO對(duì)空心線圈電子式互感器影響的建模方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

VFTO對(duì)空心線圈電子式互感器影響的建模方法，包括以下步驟，

步驟1，建模對(duì)象細(xì)分；

根據(jù)建模對(duì)象中各個(gè)電氣設(shè)備在拓?fù)浜凸δ苌系南鄬?duì)獨(dú)立性，將建模對(duì)象細(xì)分為多個(gè)次級(jí)功能單元；

步驟2，次級(jí)功能單元建模；

根據(jù)不同次級(jí)功能單元的工作原理，分別建立它們的模型；

步驟3，模型整合；

根據(jù)各個(gè)次級(jí)功能單元之間的關(guān)聯(lián)性，對(duì)步驟2中建立的各個(gè)次級(jí)功能單元模型進(jìn)行整合；

步驟4，整合后的模型求解；

在整合后的模型中引入激勵(lì)和探針，設(shè)置仿真時(shí)間、步長(zhǎng)和初始狀態(tài)，執(zhí)行模型求解。

建模對(duì)象為GIS變電站中某一出線側(cè)的全部電力設(shè)備，將建模對(duì)象細(xì)分為空心線圈電流互感器、隔離開(kāi)關(guān)、其他電力設(shè)備和輔助設(shè)備。

空心線圈電流互感器建模過(guò)程為，采用集中參數(shù)分段處理的方法，將空心線圈平均劃分為n個(gè)微單元，每個(gè)微單元有著與集中參數(shù)模型相似的電路結(jié)構(gòu)，微單元器件各參數(shù)為對(duì)應(yīng)項(xiàng)的1/n，建立了空心線圈分布參數(shù)模型。

確定微單元器件數(shù)量的方法為，采用枚舉比對(duì)的方法，在Multisim軟件中對(duì)比不同數(shù)量微單元分布參數(shù)模型的頻率特性，當(dāng)微單元數(shù)量超出臨界值后，微單元數(shù)量的變化不會(huì)引起頻率特性的變化，微單元數(shù)量即為該臨界值。

根據(jù)氣體間隙擊穿模型和電弧熄滅模型的輸出來(lái)控制隔離開(kāi)關(guān)的分合狀態(tài)，模擬氣體間隙的反復(fù)擊穿過(guò)程；氣體間隙擊穿的條件是：隔離開(kāi)關(guān)刀閘間電壓不小于氣體間隙的臨界擊穿電壓；電弧熄滅的條件是：電流過(guò)零，且在過(guò)零時(shí)刻，隔離開(kāi)關(guān)刀閘間電壓小于氣體間隙的臨界擊穿電壓。

其他電力設(shè)備和輔助設(shè)備均采用集中參數(shù)進(jìn)行等效。

整合各個(gè)次級(jí)功能單元模型的過(guò)程為，

隔離開(kāi)關(guān)與其他電力設(shè)備、隔離開(kāi)關(guān)與輔助設(shè)備之間均存在電氣連接，用線路直接連接即可共同構(gòu)成一次側(cè)的模型；

空心線圈電流互感器與一次電路之間存在電磁耦合，借助ATP-EMTP軟件中的TACS器件，建立起“電氣—信息—電氣”系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一、二次側(cè)之間的等效連接。

本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：本發(fā)明可以更加準(zhǔn)確地反映空心線圈在VFTO高頻暫態(tài)過(guò)程中傳變特性的變化情況和線圈內(nèi)部的局部諧振，可實(shí)現(xiàn)VFTO對(duì)空心線圈電子式互感器影響水平的計(jì)算，有利于優(yōu)化電子式互感器設(shè)計(jì)，從而提高空心線圈電子式互感器運(yùn)行的可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1為空心線圈典型結(jié)構(gòu)圖。

圖2為空心線圈集中參數(shù)等效電路。

圖3為空心線圈分布參數(shù)等效電路。

圖4為隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)判定邏輯。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中空心線圈樣品截面圖。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例中得到的完整仿真模型。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

VFTO對(duì)空心線圈電子式互感器影響的建模方法，包括以下步驟：

步驟1，建模對(duì)象細(xì)分：根據(jù)建模對(duì)象中各個(gè)電氣設(shè)備在拓?fù)浜凸δ苌系南鄬?duì)獨(dú)立性，將建模對(duì)象細(xì)分為多個(gè)次級(jí)功能單元。

本發(fā)明提出的建模方法用于模擬隔離開(kāi)關(guān)暫態(tài)過(guò)程中空心線圈電流互感器的二次輸出情況，建模對(duì)象為GIS變電站中某一出線側(cè)的全部電力設(shè)備，將建模對(duì)象細(xì)分為空心線圈電流互感器、隔離開(kāi)關(guān)、其他電力設(shè)備和輔助設(shè)備。

步驟2，次級(jí)功能單元建模：根據(jù)不同次級(jí)功能單元的工作原理，分別建立它們的模型。

A、空心線圈電流互感器建模。

如圖1所示，為空心線圈的典型結(jié)構(gòu)，骨架截面為矩形，a、b、r₀、h分別為骨架的內(nèi)半徑、外半徑、平均半徑和厚度，N為空心線圈匝數(shù)。

當(dāng)被測(cè)電流的頻率不高時(shí)，空心線圈的等效電路見(jiàn)圖2。其中i是被測(cè)電流，u₀為二次輸出，L_p、L_s、M分別為載流導(dǎo)體(一次線路)自感、空心線圈自感和二者的互感，R_s為空心線圈電阻，R_b為負(fù)載電阻，C_s為空心線圈與屏蔽層、回線之間的雜散電容，在空心線圈設(shè)計(jì)工作頻帶內(nèi)可忽略，空心線圈的匝間電容很小，可忽略。

根據(jù)全電流定律和互感的定義，

其中，為被測(cè)電流i在單匝線圈平面內(nèi)產(chǎn)生的磁通，Ψ_M為N匝線圈平面內(nèi)磁通形成的磁鏈；

考慮趨膚效應(yīng)，近似計(jì)算空心線圈的電阻為，

式中，d為漆包線直徑，γ為材料電導(dǎo)率，l為空心線圈繞線全長(zhǎng)，Δ為角頻率為ω信號(hào)的穿透深度，μ為材料磁導(dǎo)率；

考慮漆包線在繞制過(guò)程中的扭曲，估算：

根據(jù)全電流定律和自感的定義，計(jì)算空心線圈自感為：

其中，i^*為假想線圈繞線內(nèi)的電流，為假想電流i^*在單匝線圈平面內(nèi)產(chǎn)生的磁通，Ψ_L為N匝線圈平面內(nèi)磁通形成的磁鏈。

空心線圈電流互感器一般安裝在屏蔽盒內(nèi)，空心線圈與屏蔽層和回線之間的雜散電容在測(cè)量高頻信號(hào)時(shí)不可忽略，可采用有限元仿真的方法，在AnsoftMaxwell軟件中建立實(shí)物模型，計(jì)算雜散電容的數(shù)值解。

從空心線圈自身出發(fā)，自感、電阻、雜散電容并不是以一種集中的形式來(lái)存在的，而是分布在繞線的每一個(gè)微小長(zhǎng)度上，每一個(gè)繞線微元都存在著自感、電阻和對(duì)屏蔽層、回線的雜散電容，它們隨著線圈的繞制而不斷累積，而電感等效或集中參數(shù)模型是無(wú)法體現(xiàn)這種分布特性的。在RCT設(shè)計(jì)工作頻帶內(nèi)，參數(shù)的分布特征對(duì)其特性的影響可忽略；但隔離開(kāi)關(guān)分合過(guò)程中，VFTO(VFTC)的頻率可能達(dá)到數(shù)兆赫茲，參數(shù)的分布特征會(huì)有更加顯著的體現(xiàn)。

空心線圈電流互感器建模具體過(guò)程如下：采用集中參數(shù)分段處理的方法，將空心線圈平均劃分為n個(gè)微單元，每個(gè)微單元有著與集中參數(shù)模型相似的電路結(jié)構(gòu)，微單元器件各參數(shù)為對(duì)應(yīng)項(xiàng)的1/n，建立了空心線圈分布參數(shù)模型，具體見(jiàn)圖3。

微單元數(shù)量會(huì)影響模型特性，微單元數(shù)量越多，模型的分布屬性越明顯，但模型的節(jié)點(diǎn)數(shù)量和求解模型的計(jì)算量也會(huì)隨之增加，需合理設(shè)置微單元數(shù)量。

采用枚舉比對(duì)的方法，在Multisim軟件中對(duì)比不同數(shù)量微單元分布參數(shù)模型的頻率特性，必然存在一個(gè)臨界值m，當(dāng)微單元數(shù)量超出臨界值后，微單元數(shù)量的變化不會(huì)引起頻率特性的變化，微單元數(shù)量即為該臨界值，可以兼顧計(jì)算量和模型的準(zhǔn)確性。

B、隔離開(kāi)關(guān)建模。

在隔離開(kāi)關(guān)分?jǐn)噙^(guò)程中，刀閘間距和電位差會(huì)不斷變化，氣體(SF₆)間隙會(huì)反復(fù)地被擊穿和恢復(fù)，氣體間隙擊穿(電弧重燃)的條件是：隔離開(kāi)關(guān)刀閘間電壓不小于氣體間隙的臨界擊穿電壓；電弧熄滅的條件是：電流過(guò)零，且在過(guò)零時(shí)刻，隔離開(kāi)關(guān)刀閘間電壓小于氣體間隙的臨界擊穿電壓。根據(jù)這組判定條件，可設(shè)計(jì)隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)判定策略，見(jiàn)圖4。

在ATP-EMTP軟件中，使用TACS switch(type 13)器件作為接入線路的實(shí)體，借助TACSEMTP_OUT(type 90)、TACS:FORTRAN1(type 98)、TACS:MULTK搭建開(kāi)關(guān)狀態(tài)控制電路，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻一次線路的電氣參數(shù)和隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)，結(jié)合開(kāi)關(guān)狀態(tài)判定邏輯，輸出控制信號(hào)至TACS switch(type 13)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。狀態(tài)判定由氣體間隙擊穿、分合速度控制、電弧熄滅和開(kāi)關(guān)狀態(tài)控制四部分組成。

TACS switch(type 13)器件為可控開(kāi)關(guān)，TACS端的輸入信號(hào)決定開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

1)氣體間隙是否發(fā)生擊穿取決于于當(dāng)前狀態(tài)下氣體臨界擊穿電壓與閘間電位差的關(guān)系。當(dāng)?shù)堕l之間的電位差大于氣體臨界擊穿電壓時(shí)，氣體間隙擊穿，反之，氣體間隙不擊穿。

使用TACSEMTP_OUT(type 90)器件來(lái)獲取開(kāi)關(guān)兩側(cè)的電壓信息，差值并與當(dāng)前時(shí)刻的臨界擊穿電壓進(jìn)行比較，當(dāng)電位差大于或等于臨界擊穿電壓時(shí)，氣體間隙被擊穿，設(shè)置開(kāi)關(guān)狀態(tài)為閉合；當(dāng)電位差小于臨界電壓值時(shí)，進(jìn)入電弧熄滅判斷。

2)分合速度控制的作用有如下兩點(diǎn)：控制隔離開(kāi)關(guān)分合的速度和修正氣體間隙的臨界擊穿電壓。

控制隔離開(kāi)關(guān)分合的速度：隔離開(kāi)關(guān)的分合速度直接影響電弧的重燃次數(shù)，分合速度越快，那么暫態(tài)過(guò)程持續(xù)的時(shí)間就越短，重燃次數(shù)少。在ATP-EMTP軟件中，根據(jù)完全分閘狀態(tài)下的刀閘間距l(xiāng)_max和分(合)閘過(guò)程持續(xù)時(shí)間t_total，可使用TACS:FORTRAN1(type 98)器件，建立器件的函數(shù)為和函數(shù)描述的是t時(shí)刻刀閘之間距離，前者表示合閘過(guò)程，后者表示分閘過(guò)程。t的時(shí)間起點(diǎn)為分(合)閘過(guò)程的開(kāi)始時(shí)刻，l_max由隔離開(kāi)關(guān)實(shí)體決定，調(diào)整t_total就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)隔離開(kāi)關(guān)分合速度的控制。

修正氣體間隙的臨界擊穿電壓：在整個(gè)開(kāi)關(guān)過(guò)程中，氣體間隙的擊穿場(chǎng)強(qiáng)可視為不變的，在分閘過(guò)程中，隨著隔離開(kāi)關(guān)刀閘之間距離的不斷增大，氣體間隙的臨界擊穿電壓也會(huì)隨之變大。在刀閘間距函數(shù)的基礎(chǔ)上，使用TACS:MULTK器件，設(shè)置表征擊穿場(chǎng)強(qiáng)的系數(shù)k，得到隨時(shí)間變化的氣體間隙臨界擊穿電壓修正值。

3)當(dāng)電弧發(fā)生重燃后，電弧會(huì)在電流過(guò)零時(shí)刻熄滅，但模型求解的本質(zhì)是數(shù)值計(jì)算，其結(jié)果是具有離散性質(zhì)的，根據(jù)模型求解結(jié)果中，某時(shí)刻電流是否為零來(lái)判斷某時(shí)刻電流是過(guò)零并不可靠。

電流過(guò)零肯定會(huì)帶來(lái)電流方向的變化，那么就可以根據(jù)連續(xù)兩個(gè)仿真時(shí)刻的電流i(t-Δt)和i(t)的方向變化來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)零判斷，其中Δt為仿真步長(zhǎng)，如果二者方向發(fā)生變化那么可以判斷電流在t-Δt時(shí)刻和t時(shí)刻之間發(fā)生了過(guò)零，在t時(shí)刻應(yīng)將隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)設(shè)置為斷開(kāi)。

仿真過(guò)程中，還可能存在i(t-Δt)＝i(t)＝0的情況，此時(shí)就需要引入開(kāi)關(guān)狀態(tài)，協(xié)助判斷是隔離開(kāi)關(guān)閉合狀態(tài)下的零電流還是隔離開(kāi)關(guān)根本處于斷開(kāi)狀態(tài)，避免因仿真計(jì)算過(guò)程中的數(shù)值振蕩而造成誤判。

4)當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)閘間氣體間隙處于擊穿狀態(tài)時(shí)，即開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài)，啟動(dòng)電流過(guò)零判斷，若過(guò)零，電弧熄滅，開(kāi)關(guān)進(jìn)入斷開(kāi)狀態(tài)，并進(jìn)入下一次電壓重?fù)舸┡袛啵蝗舨贿^(guò)零，開(kāi)關(guān)狀態(tài)不變，進(jìn)入下一次電流過(guò)零判斷。

根據(jù)氣體間隙擊穿模型和電弧熄滅模型的輸出來(lái)控制隔離開(kāi)關(guān)的分合狀態(tài)，模擬氣體間隙的反復(fù)擊穿過(guò)程。

若當(dāng)前時(shí)刻隔離開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài)，同時(shí)電弧熄滅，那么開(kāi)關(guān)進(jìn)入斷開(kāi)狀態(tài)；若當(dāng)前時(shí)刻隔離開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài)，同時(shí)滿足閘間電位差大于氣隙臨界擊穿電壓，那么開(kāi)關(guān)進(jìn)入閉合狀態(tài)。

C、一次線路建模。

在GIS變電站中，220kV出線側(cè)由變壓器、GIS管道和出線構(gòu)成，管道中安裝的設(shè)備包括EVT(電子式電壓互感器)、隔離開(kāi)關(guān)和空心線圈電流互感器(RCT)等，同時(shí)高壓套管等輔助設(shè)備也不可忽略。隔離開(kāi)關(guān)和空心線圈電流互感器以外的其他電力設(shè)備和輔助設(shè)備均采用集中參數(shù)進(jìn)行等效，一般采用IEEE(或GB)的推薦值。

步驟3，模型整合：根據(jù)各個(gè)次級(jí)功能單元之間的關(guān)聯(lián)性，對(duì)步驟2中建立的各個(gè)次級(jí)功能單元模型進(jìn)行整合。

隔離開(kāi)關(guān)與其他電力設(shè)備、隔離開(kāi)關(guān)與輔助設(shè)備之間均存在電氣連接，用線路直接連接即可共同構(gòu)成一次側(cè)的模型。

空心線圈電流互感器與一次電路之間存在電磁耦合，借助ATP-EMTP軟件中的TACS器件，建立起“電氣—信息—電氣”系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一、二次側(cè)之間的等效連接。

在單個(gè)微單元中，電壓激勵(lì)與一次電流滿足等式式中e_i為線圈微單元內(nèi)的等效電壓源，M_i為一次線路與微單元之間的互感，可使用TACSEMTP_OUT(type 91)器件來(lái)獲取一次線路上的電流信息；使用TACS：DEVICE59(type 98)器件來(lái)計(jì)算電流信息的微分，并設(shè)置器件參數(shù)Gain＝M_i；使用TACSSOUR(Voltage)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換的功能，將TACS信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓模擬量，作為微單元的電壓激勵(lì)。

當(dāng)一次電流頻率在設(shè)計(jì)工作頻帶內(nèi)時(shí)，可忽略雜散電容，且有不等式R_b＞＞ωL_s成立，負(fù)載電阻兩端電壓與一次電流在s域內(nèi)滿足等式U₀(s)、I(s)分別為二次輸出u₀和被測(cè)電流i在s域內(nèi)的表示。

需進(jìn)一步積分來(lái)還原信號(hào)，可使用TACSEMTP_OUT(type 90)器件來(lái)獲取負(fù)載電阻兩端的電壓信息；使用TACS：DEVICE58(type 98)器件來(lái)計(jì)算電壓信息的積分，并設(shè)置器件參數(shù)D₀＝0、D₁＝1、式中I_R、U_R分別為互感器的設(shè)計(jì)額定一次電流和額定一次電流下的二次輸出電壓；使用TACSSOUR(Voltage)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換的功能，將TACS信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓模擬量，作為互感器的二次輸出。

步驟4，整合后的模型求解：在整合后的模型中引入激勵(lì)和探針，設(shè)置仿真時(shí)間、步長(zhǎng)和初始狀態(tài)，執(zhí)行模型求解。

根據(jù)線路的電壓等級(jí)，在整合后的模型中加入合適的電壓源作為激勵(lì)。

在一次線路上設(shè)置電流探針，在空心線圈負(fù)載兩端設(shè)置電壓探針，在末端TACSSOUR(Voltage)器件的輸出端設(shè)置電壓探針，實(shí)現(xiàn)對(duì)一次電流、空心線圈輸出和電流互感器輸出在開(kāi)關(guān)暫態(tài)過(guò)程中變化情況的監(jiān)測(cè)。

執(zhí)行模型求解，保存仿真結(jié)果，用于支撐VFTO對(duì)空心線圈電流互感器影響的分析和研究。

為了進(jìn)一步說(shuō)明上述方法，舉以下實(shí)施例：

空心線圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)為：骨架截面為矩形；骨架內(nèi)半徑a＝4cm，外半徑b＝6cm，平均半徑r₀＝5cm，厚度h＝2cm；線圈匝數(shù)N＝500匝，使用0.5mm漆包銅線繞制，銅材的磁導(dǎo)率為μ＝4π×10^-7H/m，電導(dǎo)率為γ＝5.7×10⁷S/m；樣品測(cè)量的額定一次電流為600A，積分后的模擬小信號(hào)額定值為4V。

計(jì)算一次線路與空心線圈的互感為：M＝0.8109μH。

計(jì)算信號(hào)頻率為1MHz時(shí)空心線圈的電阻為：R_s＝7.7095Ω。

式中，空心線圈繞線的全長(zhǎng)約為l＝40.0012m，信號(hào)的穿透深度為Δ＝0.0667mm。

計(jì)算空心線圈的自感為：L_s＝0.4055mH。

根據(jù)空心線圈實(shí)體，在Ansoft Maxwell軟件中建立實(shí)物模型，圖5為模型的截面圖，圖中a、b、h分別為空心線圈骨架的內(nèi)徑、外徑和高度，a₂、b₂、h₂分別為屏蔽層的內(nèi)徑、外徑和高度，計(jì)算空心線圈與屏蔽層、回線之間的雜散電容為C_s＝63.937pF。

設(shè)計(jì)負(fù)載電阻為：R_b＝20kΩ。

將上述參數(shù)導(dǎo)入Multisim軟件，比較不同微單元數(shù)量分布參數(shù)模型在頻率特性上的差異性，結(jié)果表明，當(dāng)微單元數(shù)量超出10之后，頻率特性的變化將放緩，而20和40個(gè)微單元分布參數(shù)模型的頻率特性幾乎一致，20即為微單元數(shù)量的臨界值，一次線路與線圈微單元之間的互感M_i＝0.040547μH、線圈微單元繞線的電阻R_s_i＝0.3855Ω、線圈微單元繞線的自感L_s_i＝0.02027mH、線圈微單元對(duì)屏蔽層、回線之間的雜散電容C_s_i＝3.1969pF。

隔離開(kāi)關(guān)的技術(shù)指標(biāo)為：刀閘間距為2m，動(dòng)作時(shí)間為0.5s，SF6氣體的擊穿場(chǎng)強(qiáng)約為75kV/cm。在TACS:FORTRAN1(type 98)器件中，函數(shù)信息為“OUT＝4*TIMEX”(分閘過(guò)程)；在ACS:MULTK器件中，設(shè)置k值為7500000。

隔離開(kāi)關(guān)和RCT以外的電力設(shè)備和輔助設(shè)備均取IEEE(或GB)的推薦值。

隔離開(kāi)關(guān)與線路、其他電力設(shè)備、輔助設(shè)備之間存在直接的電氣連接，共同構(gòu)成一次側(cè)的模型。

空心線圈電流互感器與一次電路之間是由基于TACS器件的“電氣—信息—電氣”系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)等效連接的，其中TACS：DEVICE59(type 98)器件的參數(shù)設(shè)置為：Gain＝4.0547E-8；TACS：DEVICE58(type 98)器件的參數(shù)設(shè)置為Gain＝8224.487。

將三個(gè)次級(jí)模型整合，得到完整的仿真模型見(jiàn)圖6。圖中虛線表示從TACSEMTP_OUT(type 90)到TACSSOUR(Voltage)器件組合的電氣信息流動(dòng)，虛線框A、B、C分別表示空心線圈分布參數(shù)次級(jí)仿真模型(含數(shù)字積分器)、隔離開(kāi)關(guān)次級(jí)仿真模型和一次線路次級(jí)仿真模型。

對(duì)于220kV線路而言，設(shè)置電壓源參數(shù)為頻率50Hz、有效值127kV。

在一次線路上設(shè)置電流探針，在負(fù)載電阻兩端設(shè)置電壓探針，在末端TACSSOUR(Voltage)器件的輸出端設(shè)置電壓探針，實(shí)現(xiàn)對(duì)一次電流、空心線圈輸出和電流互感器輸出變化情況的監(jiān)測(cè)。

設(shè)置仿真時(shí)間為0.1s，仿真步長(zhǎng)為(1E-8)s，儲(chǔ)能元件均初始化為零狀態(tài)。

執(zhí)行模型求解，得到計(jì)算結(jié)果，保存關(guān)鍵線路和節(jié)點(diǎn)的電流、電壓信息，用于支撐VFTO對(duì)空心線圈電流互感器影響的分析和研究，并為暫態(tài)抑制措施的研究提供仿真模擬的基礎(chǔ)。

上述方法可以更加準(zhǔn)確地反映空心線圈在VFTO高頻暫態(tài)過(guò)程中傳變特性的變化情況和線圈內(nèi)部的局部諧振，可實(shí)現(xiàn)VFTO對(duì)空心線圈電子式互感器影響水平的計(jì)算，有利于優(yōu)化電子式互感器設(shè)計(jì)，從而提高空心線圈電子式互感器運(yùn)行的可靠性。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。