[發明專利]一種特高壓輸電線路雷電反擊性能仿真計算方法

在審

• 申請號: 201310714012.6
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103646148A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 范冕;戴敏;萬磊;李志軍;何慧雯;王磊;李振強;婁穎
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本申請涉及特高壓電網技術領域，更具體地說，涉及一種特高壓輸電線路雷電反擊性能仿真計算方法。

背景技術

由于特高壓輸電線路大跨越桿塔很高，且導線跨越檔距很長，桿塔及地線引發上行先導導致落雷的概率很高，且發生雷擊事故之后不易維修。而現有的輸電線路雷電反擊性能仿真計算一般都是針對超高壓及其以下線路提出的，其并未考慮特高壓輸電線路大跨越線段的特殊性，因此無法應用在特高壓輸電線路上。所以我們需要研究一種系統的計算方法，來對特高壓輸電線路雷電反擊性能進行仿真計算。

發明內容

有鑒于此，本申請提供了一種特高壓輸電線路雷電反擊性能仿真計算方法，解決了目前沒有針對特高壓輸電線路的雷電反擊性能仿真計算方案的問題。

為了實現上述目的，現提出的方案如下：

一種特高壓輸電線路雷電反擊性能仿真計算方法，選取特高壓大跨越桿塔、錨塔及其前后兩側的多個桿塔為仿真建模對象，則該方法包括：

將所述大跨越桿塔之間的導線分為n個線段，對每個線段建立線路分布參數電路模型；

對大跨越桿塔之外的每兩個桿塔之間的導線建立線路分布參數電路模型；

根據分段波阻抗計算公式和雷電波傳播速度，對每個桿塔建立多波阻抗模型；

根據線路所在地區的雷電活動情況，選定雷電參數，建立雷電模型，所述雷電參數至少包括雷電流幅值；

將所述線路分布參數電路模型、所述多波阻抗模型和所述雷電模型組合為一個完整的模型網絡；

計算雷電流作用在所述大跨越桿塔的塔頂時，第一雷電反擊耐雷水平；

計算雷電流作用在兩個所述大跨越桿塔地線檔距中央時，第二雷電反擊耐雷水平；

計算所述雷電流幅值大于所述第一雷電反擊耐雷水平的耐雷概率、輸電線路的百公里年落雷次數、擊桿率和建弧率；

根據所述耐雷概率、所述百公里年落雷次數、所述擊桿率和所述建弧率，計算所述特高壓輸電線路的反擊跳閘率水平。

優選地，所述建立線路分布參數電路模型具體為：

利用貝杰龍（Bergeron）數值計算方法，建立線路分布參數電路模型。

優選地，還包括：

建立每個桿塔的導線閃絡模型，每相導線有三個不同的導線間隙閃絡路徑，分別為沿絕緣子間隙閃絡放電、對塔身放電和對下方橫擔放電。

優選地，所述計算所述雷電流幅值大于所述第一雷電反擊耐雷水平的耐雷概率具體為：

利用電磁暫態仿真計算方法，計算所述耐雷電流幅值大于所述第一雷電反擊耐雷水平的耐雷概率。

優選地，所述利用電磁暫態仿真計算方法，計算所述耐雷電流幅值大于所述第一雷電反擊耐雷水平的耐雷概率，包括：

將工頻周期的相角劃分為n1個相角區間；

統計雷電流幅值大于第一雷電反擊耐雷水平的耐雷概率P：

P=∑P_j/n₁，

式中P_j為線路在各工頻相角區間內的耐雷概率，n₁表示將一個工頻周期的相角劃分為n₁個相角區間。

優選地，還包括：

判斷所述反擊跳閘率水平和所述第二雷電反擊耐雷水平是否滿足線路設計安全要求，若不滿足則調整設計方案，若滿足則結束。

優選地，所述輸電線路的百公里年落雷概率計算過程為：

N_L=0.28(28h_T^0.6+b)，

式中，N_L為百公里年落雷概率，h_T為桿塔的高度，b為兩根地線之間的距離。

優選地，所述建弧率的計算過程為：

η=(4.5E^0.75-14)×10^-2，

式中，η代表建弧率，U_n為系統額定電壓，l為線路絕緣子串長度。

優選地，所述計算所述特高壓輸電線路的反擊跳閘率水平具體為：

n=N_LηPg，

式中，n代表反擊跳閘率水平，g代表擊桿率。

優選地，選取n₁值為12，則統計12個相角區間的耐雷概率。