[發明專利]一種變電站進線段雷擊定位方法

有效

• 申請號: 201510224711.1
• 申請日: 2015-05-06
• 公開（公告）號: CN104833897B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 晏年平;萬華;陳麗勤;張競
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網江西省電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所36122
• 代理人: 姚伯川

技術領域

本發明涉及一種變電站進線段雷擊定位方法，屬于輸變電技術領域。

背景技術

變電站進線段雷擊是導致變電站站內設備故障的重要因素之一，準確定位雷擊點及雷電流對于評估變電站進線段防雷效果具有重要意義。目前使用的雷電定位方法定位精度大約為500m，無法準確判斷架空線路進線段雷擊部位，更不能滿足評估變電站進線段防雷效果的要求。

發明內容

本發明的目的在于，克服上述現有技術的不足，提供一種變電站進線段雷擊定位方法，此方法不僅可以準確判斷變電站進線段架空線路遭受雷擊的部位，而且可以準確獲取雷電流幅值。

本發明的技術方案是，建立變電站及進線段架空線路電磁暫態仿真模型，計算雷電流擊中不同位置導線或桿塔時傳導至變電站線路間隔避雷器的過電壓幅值以及避雷器放電電流，建立不同雷擊點及雷電流幅值與避雷器放電電流的對應關系，采用羅氏線圈(Rogowski Coil)實時采集變電站線路間隔避雷器的泄漏電流，提取出其中的高頻暫態分量，即過電壓作用于避雷器時產生的放電電流，與建立的不同雷擊點雷電流與避雷器放電電流的對應關系進行擬合，推導出雷擊部位及雷電流幅值。

本發明一種變電站進線段雷擊定位方法包括如下步驟：

步驟1：建立變電站及架空線路的電磁暫態仿真模型；

步驟2：分別計算雷電流擊中不同位置導線或桿塔時，傳導至變電站避雷器處的過電壓u；

步驟3：將步驟2計算得到的過電壓幅值u代入避雷器伏安特性曲線(C為常數，α為避雷器非線性系數)，得到避雷器放電電流i，建立不同雷擊點及雷電流幅值與避雷器放電電流的對應關系；

步驟4：采用羅氏線圈(Rogowski Coil)實時采集變電站線路間隔避雷器的泄漏電流；

步驟5：如果避雷器泄漏電流中含有暫態高頻分量，則采用帶阻濾波器濾除其中的工頻分量保留高頻暫態分量，并在時域內予以重構，得到高頻暫態放電電流，即過電壓作用于避雷器時產生的放電電流；

步驟6：將步驟5得到的避雷器放電電流與步驟3建立的不同雷擊點雷電流與避雷器放電電流的對應關系進行擬合，推導出雷擊部位及雷電流幅值。

所述變電站仿真模型基于變電站一次設備布置參數建立，反映變電站一次設備布置情況、設備波阻抗和波速。

所述架空線路及桿塔仿真模型基于架空線路幾何尺寸建立，反映架空線路導線波阻抗、相間耦合系數、桿塔波阻抗，以及桿塔接地電阻。

所述羅氏線圈響應頻帶為0.1Hz-1MHz。

所述避雷器泄漏電流中含有暫態高頻暫態分量的帶寬為1MHz，工頻信號帶寬為50Hz；濾除工頻信號的所述帶阻濾波器的阻帶范圍為48.9-50.2Hz。

與本發明的有益效果是，通過本變電站進線段雷擊定位方法，不僅可以準確定位變電站進線段架空線路雷擊部位，還可以獲取雷電流幅值，準確度高，有利于開展變電站進線段架空線路防雷效果評估以及設備故障原因分析。

本發明方法適用于定位變電站架空線路雷擊部位及檢測雷電流幅值。

附圖說明

圖1為本變電站進線段雷擊定位方法實施流程圖；

圖2繞擊導線時的過電壓計算模型；

圖3直擊桿塔時的過電壓計算模型；

圖4為計算得到的侵入過電壓波形；

圖5為計算得到的含有高頻暫態放電電流的避雷器泄漏電流信號；

圖中，1是變電站模型；2是避雷器模型；3是線路模型；4是桿塔模型；5是雷電流模型。

具體實施方式

圖1為本發明變電站進線段雷擊定位方法的實施流程圖，根據圖1，一種變電站進線段雷擊定位方法包括：

1)建立變電站及架空線路的電磁暫態仿真模型，含繞擊導線時過電壓計算模型(圖2所示)以及直擊桿塔時過電壓計算模型(圖3所示)；

2)分別計算雷電流擊中不同位置導線或桿塔時，傳導至變電站避雷器時的過電壓u(圖4所示)；

3)將計算得到的過電壓幅值u代入避雷器伏安特性曲線(C為常數，α為避雷器非線性系數)，得到含有高頻暫態分量(504-506)的避雷器放電電流i(圖5所示)，建立不同雷擊點及雷電流幅值與避雷器放電電流的對應關系；

4)采用羅氏線圈實時采集變電站線路間隔避雷器的泄漏電流；

5)如果避雷器泄漏電流中含有暫態高頻分量，則采用帶阻濾波器濾除其中的工頻分量，保留高頻暫態分量，并在時域內予以重構，得到高頻暫態放電電流，即過電壓作用于避雷器時產生的放電電流；