[發(fā)明專(zhuān)利]一種輸電線路雷電繞擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310374778.4
• 申請(qǐng)日: 2013-08-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103488815A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康淑豐;張明旭;馮洪潤(rùn);劉朝輝;馬永芳;霍春燕;王軍;趙志剛;蘇永杰;李儉;馬超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 石家莊新世紀(jì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13100
• 代理人: 張杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輸電線路雷擊監(jiān)測(cè)與保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輸電線路雷電繞擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。

背景技術(shù)

雷擊是輸電線路的主要危害，是造成線路跳閘停電事故的主要原因，多年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，雷害造成的故障占到了線路跳閘故障的50%～70%。雷擊線路形成的雷電過(guò)電壓波，沿線路傳播侵入變電所，也是危害變電所設(shè)備安全運(yùn)行的重要因素之一。從富蘭克林的風(fēng)箏引雷試驗(yàn)開(kāi)始，人類(lèi)對(duì)雷電的研究已有兩百多年的歷史。自上世紀(jì)60年代，有關(guān)雷電機(jī)理和防雷保護(hù)的研究發(fā)展到新的階段，理論分析、模擬試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和電子計(jì)算機(jī)等綜合使用。每一次線路高度和電壓等級(jí)的提高，都給防雷計(jì)算提出了新難題，同時(shí)也促使人們積極改進(jìn)防雷保護(hù)計(jì)算模型。國(guó)內(nèi)外研究人員現(xiàn)在使用的計(jì)算方法主要有規(guī)程法、電氣幾何模型、先導(dǎo)發(fā)展模型、行波法、EMTP法以及蒙特卡羅法等。蒙特卡洛法又稱(chēng)統(tǒng)計(jì)模擬法，是以概率和統(tǒng)計(jì)理論方法為基礎(chǔ)，使用隨機(jī)數(shù)來(lái)解決很多實(shí)際計(jì)算問(wèn)題的方法，能夠比較逼真地模擬事件的隨機(jī)特性及物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程，而且受幾何條件限制小，可解決一些數(shù)值方法難以解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于提供一種易于現(xiàn)場(chǎng)工作人員接受的輸電線路雷電繞擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，使線路雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果更接近運(yùn)行實(shí)際情況，更易于現(xiàn)場(chǎng)推廣使用。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種輸電線路繞擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，包括以下步驟:

步驟一、通過(guò)電力企業(yè)的管理信息系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)MIS系統(tǒng)獲取輸電線路參數(shù)，所述輸電線路參數(shù)包括：桿塔結(jié)構(gòu)參數(shù)、絕緣子特性參數(shù)、導(dǎo)線參數(shù)、避雷線參數(shù)、避雷器參數(shù)，地形參數(shù)等。

步驟二、進(jìn)行輸電線路雷電繞擊風(fēng)險(xiǎn)跳閘率的計(jì)算，所述繞擊風(fēng)險(xiǎn)跳閘率又稱(chēng)繞擊閃絡(luò)率：

（1）、在電力系統(tǒng)暫態(tài)分析軟件ATP-EMTP下利用上述步驟一獲取的輸電線路參數(shù)建立桿塔的波阻抗模型、絕緣子閃絡(luò)的先導(dǎo)發(fā)展模型、以及接地電阻的暫態(tài)非線性模型；

（2）、利用第（1）步所建立的模型計(jì)算出線路的繞擊耐雷水平；

繞擊耐雷水平為利用電氣幾何模型計(jì)算繞擊風(fēng)險(xiǎn)跳閘率的重要參數(shù)，其計(jì)算采用二分法獲得，具體方法如下：

①在ATP-EMTP系統(tǒng)下建立的絕緣子閃絡(luò)的先導(dǎo)發(fā)展模型中設(shè)定雷電流數(shù)值分別為I₁和I₂，滿足I₁<I₂并且當(dāng)雷電流幅值等于I₁時(shí)絕緣子不發(fā)生閃絡(luò)，雷電流幅值等于I₂時(shí)絕緣子發(fā)生閃絡(luò)；

②取I₃=（I₁+I₂）/2，判斷當(dāng)雷電流幅值等于I₃時(shí)絕緣子是否發(fā)生閃絡(luò)，如果發(fā)生閃絡(luò)則令I(lǐng)₂=I₃，否則令I(lǐng)₁=I₃；

③重復(fù)第②步多次，直到I₁和I₂的差值滿足設(shè)定的精度要求時(shí)結(jié)束計(jì)算，輸出繞擊耐雷水平為I₁。

（3）、利用蒙特卡洛法對(duì)雷電繞擊線路的隨機(jī)特性進(jìn)行模擬，并依據(jù)雷電參數(shù)所滿足的概率分布抽取表征雷電特征的隨機(jī)參數(shù)，包括：雷電流幅值、雷電先導(dǎo)位置、雷電流上升時(shí)間、半峰值時(shí)間。具體步驟如下：

①、構(gòu)造或描述概率過(guò)程：

構(gòu)造和描述雷電流幅值、雷電先導(dǎo)位置、雷電流上升時(shí)間、半峰值時(shí)間的隨機(jī)概率過(guò)程，各隨機(jī)參數(shù)都需滿足給定的分布原則；

其中雷電流幅值滿足規(guī)程規(guī)定的概率分布，規(guī)程法推薦我國(guó)一般地區(qū)雷電流幅值超過(guò)I的概率可按下式求得：

式中：I為雷電流幅值，單位為kA，P為雷電流幅值超過(guò)I的概率，推導(dǎo)得到雷電流幅值概率密度函數(shù)為：

；

雷電先導(dǎo)位置d需考慮包括垂直和平行于輸電線路x，z兩個(gè)方向上的位置d₁,?d₂；以桿塔所在位置處記為原點(diǎn)O，將一個(gè)檔距記為spa；d₁,?d₂在引雷范圍內(nèi)服從均勻分布；

雷電流上升時(shí)間服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，其中對(duì)數(shù)均值=2us，對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差=0.4943us；