[發明專利]一種評估特高壓變電站進線段雷擊安全性的仿真方法

有效

• 申請號: 201510038768.2
• 申請日: 2015-01-26
• 公開（公告）號: CN104573267B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 范冕;戴敏;萬磊;李志軍;李振強;王磊;何慧雯;婁穎
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;國網浙江省電力公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及特高壓輸電技術領域，具體講涉及一種評估特高壓變電站進線段雷擊安全性的仿真方法。

背景技術

特高壓變電站的應用大幅提升了電網的輸送能力。提高了送電量和送電距離，因此使電網的輸送效率大幅提高。在特高壓變電站的建設中，由于地線與變電站構架頂部之間的絕緣子并聯間隙的距離較小，雷擊進線段時，地線上的過電壓會造成此間隙擊穿；站內易發生出線OPGW光纜對變電站門型架放電而導致斷股的事故。特高壓變電站曾經多次發生出線OPGW光纜對變電站龍門架放電而斷股的故障，嚴重影響特高壓輸電系統的通信安全和正常運行。

目前，現有的對特高壓變電站的設計中，尚未有能夠模擬上述故障的產生過程并準確獲得提高雷擊安全性的調整方法的應對方案；而隨著特高壓變電站的應用的日漸廣泛，為保證特高壓輸電系統的通信安全和正常運行，如何設計一種能夠有效模擬故障的產生過程且準確獲其解決方案的方法，是本領域人員亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種評估特高壓變電站進線段雷擊安全性的仿真方法，該仿真方法能夠準確且精細的模擬出特高壓變電站進線段雷擊過程；并獲得對變電站進線段的最佳調整方案，使得根據最佳調整方案調整后的特高壓變電站進線段的雷擊安全性達到最高，大幅提高了特高壓變電站進線段的雷擊可靠性，從而提高了特高壓輸電系統的通信安全性和可靠性，并保證了特高壓輸電系統的正常運行。

一種評估特高壓變電站進線段雷擊安全性的仿真方法，特高壓變電站進線段采用OPGW光纜，所述OPGW光纜的中部固定在所述特高壓變電站的門型架的頂端，并沿著所述門型架垂下，所述OPGW光纜垂下后多余的部分盤繞成余纜圈，所述仿真方法包括如下步驟：

I-1、建立多種電磁暫態分布參數仿真計算模型；不同的所述電磁暫態分布參數仿真計算模型中的所述OPGW光纜與所述門型架的底部和門型架上的余纜頭連接端的連接方式的不同；

I-2、搭建與所述電磁暫態分布參數仿真計算模型對應的雷電流的仿真電源模型；

I-3、將每個電磁暫態分布參數仿真計算模型和與其對應的雷電流的仿真電源模型搭均建成總仿真計算模型；

I-4、給定多個雷電波的電流幅值，并運行電磁暫態計算程序，分別計算不同的雷電波的電流幅值下，每個所述總仿真計算模型各處的瞬態過電壓水平值；

I-5、根據瞬態過電壓水平值評估多種不同連接方式的所述總仿真計算模型中所述OPGW光纜的雷擊安全性和分析所述OPGW光纜斷股的原因；

運行電磁暫態計算程序，根據所述總仿真計算模型對其雷擊暫態過電壓進行仿真計算，依據仿真計算結果對所述特高壓變電站中的所述門型架和所述OPGW光纜的雷擊安全性判斷后對其接地方式進行調整。

優選的，多種不同連接方式的所述電磁暫態分布參數仿真計算模型包括仿真模型一、仿真模型二和仿真模型三；

所述仿真模型一為所述余纜圈與所述門型架的底部和門型架的余纜圈連接端均斷開；

所述仿真模型二為所述余纜圈與門型架的底部連接且與所述余纜圈連接端斷開；

所述仿真模型三為所述余纜圈與所述門型架的底部和所述余纜圈連接端均連接。

優選的，所述步驟I-1的具體步驟為：

II-1、選定需調整的特高壓變電站中的所述門型架和OPGW光纜；并收集該特高壓變電站的所述門型架和OPGW光纜的相關參數；

II-2、根據所述門型架和OPGW光纜的相關參數建立所述OPGW光纜與所述門型架的底部和門型架的余纜圈連接端的多種不同連接方式的所述電磁暫態分布參數仿真計算模型；建模中，將所述電磁暫態分布參數仿真計算模型進行多段細分建模，并加入所述余纜圈的電感參量。

優選的，所述余纜圈的電感參量的值為20～30μH。

優選的，所述多段細分建模的具體過程為：

將所述電磁暫態分布參數仿真計算模型中的OPGW光纜從所述門型架的頂部垂下的部分和與其連接的所述門型架均劃分成長度相等的多段；對多段所述OPGW光纜和所述門型架分別進行細分建模。

優選的，所述門型架的相關參數包括門型架的主材、結構、形狀和長度；所述OPGW光纜的相關參數包括OPGW光纜的長度、OPGW光纜的排列順序與相對位置和所述余纜圈的半徑。

優選的，所述步驟I-2的具體過程為：

將多種不同連接方式的所述電磁暫態分布參數仿真計算模型中的進線端處，均加載1個雷電波，使其沿OPGW光纜傳播直至所述門型架的底部的接地末端；建成多種不同連接方式的所述雷電流的仿真電源模型。