柔性直流输电用桥臂电抗器温升测量方法、设备及介质与流程

本技术涉及测量电变量，具体涉及一种柔性直流输电用桥臂电抗器温升测量方法、设备及介质。

背景技术：

1、桥臂电抗器除了承受基频电流外，还要承受可观的偏置直流电流。柔性直流换流器工作时通过桥臂电抗形成直流与交流连接与功率交换。其中直流电流、2次谐波电流以及频次的谐波电流通过电抗器在直流侧循环，而工频电流通过桥臂电抗器与交流电源交换功率。

2、目前，桥臂电抗器主要设计方法是基于复合电流下（即工频电流、直流偏置电流及2次谐波电流的组成的复合电流），各包封实现等温升设计，同时包封采用了常规全换位铝导线，有效解决了包封各导线间电压应力问题和环流损耗偏大问题。从现场运行需求角度看，这种设计理念是非常有必要的，但由于行业内试验条件限制，目前还未在进行桥臂电抗器出厂试验采用复合电流进行测试，即出厂试验加载实际试验电流时，能够同时加载基于运行工况下的工频电流、直流偏置电流及2次谐波电流的组成的复合电流，而是通过各种等效电流（例如等效成纯工频或纯直流电流来）实现出厂温升试验及考核。

3、在复合电流中，基频及主要的2次谐波电流电流按照包封的阻抗分布，而偏置直流电流则按照包封的直流电阻分布。桥臂电抗器70%左右损耗为基频电流贡献，为了实现在运行工况下复合电流下各包封温升平衡，一般设计遵循内侧包封阻抗比外侧包封阻抗大，内侧包封直流电阻比外侧包封直流电阻要大的原则。这样，在等直流电流温升试验下，由于外侧包封直流电阻小，分配的直流大，外侧包封温升整体会较大幅度大于内测。而等交流电流温升试验下，由于内侧包封涡流损耗系数大，内侧包封温升整体会较大幅度大于外测。

4、上述设计方法只是保证了现实工况的复合电流下各包封温升平衡，而温升试验电流（等效直流或等效交流）只是基于总损耗的等效，无法保证各包封损耗发热分布规律的等效。因此，在进行等效直流温升试验或等效交流温升试验时，会因为包封的电阻分布特性和阻抗分布特性，造成设备的局部温升过热，降低试验检测效果。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本技术提出了一种柔性直流输电用桥臂电抗器温升测量方法，所述桥臂电抗器串接在柔性直流换流器中，所述桥臂电抗器各包封采用超低损耗换位铝导线，所述方法包括：

2、确定用于约束所述桥臂电抗器不同包封对应温升值相同的温升约束条件；

3、根据所述温升约束条件，确定所述包封基于等效直流的直流温升约束条件，以及基于等效交流的交流温升约束条件；其中，所述等效直流和所述等效交流与复合电流具有等效性；

4、确定所述桥臂电抗器对应支路下所述等效直流的电流值和所述等效交流的有效值之间的电流比例关系，根据所述电流比例关系、所述直流温升约束条件和所述交流温升约束条件，确定所述桥臂电抗器在所述等效直流和所述等效交流下包封对应的综合温升约束条件；

5、基于所述综合温升约束条件，调节所述桥臂电抗器对应的电流比例系数，并对所述桥臂电抗器施加与所述电流比例系数相匹配的等效交流或等效直流，以对所述桥臂电抗器各包封的温升程度进行测量。

6、在本技术的一种实现方式中，确定所述桥臂电抗器对应支路下所述等效直流的电流值和所述等效交流的有效值之间的电流比例关系，具体包括：

7、确定所述桥臂电抗器所在支路下所述等效交流的有效值；其中，所述有效值为所述等效交流在单个周期内的电流峰值的开方；

8、将所述桥臂电抗器所在支路下所述等效直流的电流值与所述等效交流的有效值之间的比值的平方，作为桥臂电抗器所在支路对应的电流比例系数，并得到相应的电流比例关系。

9、在本技术的一种实现方式中，根据所述电流比例关系、所述直流温升约束条件和所述交流温升约束条件，确定所述桥臂电抗器在复合电流下包封对应的综合温升约束条件，具体包括：

10、联立所述电流比例关系、所述直流温升约束条件和所述交流温升约束条件，确定所述桥臂电抗器在复合电流下包封对应的综合温升约束条件；

11、其中，所述综合温升约束条件为，为第i个包封所在支路的电流比例系数，为第j个包封所在支路的电流比例系数，各包封所在支路的电流比例系数呈等比例分布。

12、在本技术的一种实现方式中，基于所述综合温升约束条件，调节所述桥臂电抗器对应的电流比例系数，具体包括：

13、获取所述桥臂电抗器不同包封对应的包封附加损耗系数；

14、基于所述综合温升约束条件，根据所述包封附加损耗系数，确定不同包封所在支路的电流比例系数之间的比值。

15、在本技术的一种实现方式中，确定用于约束所述桥臂电抗器不同包封对应温升值相同的温升约束条件之前，所述方法还包括：

16、确定所述桥臂电抗器各包封对应的性能系数，根据所述性能系数，确定所述包封对应的包封热负荷；

17、根据所述包封热负荷，构建所述包封对应的温升函数；其中，所述温升函数用于表征不同工况下所述包封的温升特性。

18、在本技术的一种实现方式中，确定用于约束所述桥臂电抗器不同包封对应温升值相同的温升约束条件，具体包括：

19、在所述桥臂电抗器中第i个包封与第j个包封对应的包封高度相同时，联立所述第i个包封与所述第j个包封分别对应的温升函数，得到用于约束不同包封对应温升值相同的温升约束条件；其中，所述温升约束条件为：

20、

21、其中，、、、、分别为第i个包封的包封附加损耗系数、包封电流、包封电密、包封线匝数、散热系数，、、、、分别为第j个包封的包封附加损耗系数、包封电流、包封电密、包封线匝数、散热系数。

22、在本技术的一种实现方式中，根据所述温升约束条件，确定所述包封基于等效直流的直流温升约束条件，具体包括：

23、确定所述包封基于等效直流的包封附加损耗系数为1，将所述包封附加损耗系数代入所述温升约束条件，得到所述包封基于等效直流的直流温升约束条件。

24、在本技术的一种实现方式中，所述性能系数包括包封附件损耗系数、导线电阻率、包封电密、包封高度、包封线匝数、散热系数、包封电流。

25、本技术实施例提供了一种柔性直流输电用桥臂电抗器温升测量设备，所述桥臂电抗器串接在柔性直流换流器中，所述桥臂电抗器各包封采用超低损耗换位铝导线，所述设备包括：

26、至少一个处理器；以及，

27、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

28、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

29、确定用于约束所述桥臂电抗器不同包封对应温升值相同的温升约束条件；

30、根据所述温升约束条件，确定所述包封基于等效直流的直流温升约束条件，以及基于等效交流的交流温升约束条件；其中，所述等效直流和所述等效交流与复合电流具有等效性；

31、确定所述桥臂电抗器对应支路下所述等效直流的电流值和所述等效交流的有效值之间的电流比例关系，根据所述电流比例关系、所述直流温升约束条件和所述交流温升约束条件，确定所述桥臂电抗器在所述等效直流和所述等效交流下包封对应的综合温升约束条件；

32、基于所述综合温升约束条件，调节所述桥臂电抗器对应的电流比例系数，并对所述桥臂电抗器施加与所述电流比例系数相匹配的等效交流或等效直流，以对所述桥臂电抗器各包封的温升程度进行测量。

33、本技术实施例提供了一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，桥臂电抗器串接在柔性直流换流器中，所述桥臂电抗器各包封采用超低损耗换位铝导线，所述计算机可执行指令设置为：

34、确定用于约束所述桥臂电抗器不同包封对应温升值相同的温升约束条件；

35、根据所述温升约束条件，确定所述包封基于等效直流的直流温升约束条件，以及基于等效交流的交流温升约束条件；其中，所述等效直流和所述等效交流与复合电流具有等效性；

36、确定所述桥臂电抗器对应支路下所述等效直流的电流值和所述等效交流的有效值之间的电流比例关系，根据所述电流比例关系、所述直流温升约束条件和所述交流温升约束条件，确定所述桥臂电抗器在所述等效直流和所述等效交流下包封对应的综合温升约束条件；

37、基于所述综合温升约束条件，调节所述桥臂电抗器对应的电流比例系数，并对所述桥臂电抗器施加与所述电流比例系数相匹配的等效交流或等效直流，以对所述桥臂电抗器各包封的温升程度进行测量。

38、通过本技术提出的柔性直流输电用电抗器温升测量方法能够带来如下有益效果：

39、桥臂电抗器包封采用超低损耗换位铝线，能够大幅降低交流电下的包封附加损耗，同时，通过综合温升约束条件调整桥臂电抗器对应的电流比例系数，能够在施加等效直流时，补偿由于包封之间附加损耗系数差异导致的直流温升不平衡，使得桥臂电抗器无论是在等效直流还是等效交流下都能够保持趋同的温升分布，减少了包封间温升差异，可降低局部温升过热问题。