[發明專利]超特高壓輸電工程線路直擊導線的雷電流反演方法及系統

有效

• 申請號: 201611245016.4
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106872861B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 李志軍;萬磊;何慧雯;范冕;婁穎;張波;王磊;戴敏;李振強;查志鵬
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R19/165;G09B23/18
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 郭一斐

本發明設計實現了一種超特高壓輸電工程線路直擊導線的雷電流反演方法及系統，通過建立仿真模型，完全模擬超特高壓輸電工程線路的實際運行情況，并在固定仿真模型的波阻抗參數、運行方式、雷擊位置之后，通過本發明中涉及的反演方法由仿真模型下的仿真雷電流得出實際雷電流的波頭時間和幅值。同時，根據實際線路中受到雷擊后是否具有跳閘情況，在仿真模型上施加不同大小的仿真雷電流，節省了判斷的時間。本發明中設計的反演方法易于操作實現，運算量低，且考慮到超特高壓輸電工程線路下變電站的運行方式、設備參數、雷擊位置、雷電流的波頭時間和幅值等各方面信息，可準確劃定實際線路下雷電流參數，為后續工作日工便利。

技術領域

本發明屬于電力系統中電網安全與防護應用領域，并且更具體地，涉及一種超特高壓輸電工程線路直擊導線的雷電流反演方法及系統。

背景技術

我國超特高壓輸電工程架空線路雷擊跳閘是影響電力系統安全穩定運行的主要原因。由于超特高壓輸電線路桿塔較高，遭受雷擊的概率也較高，其雷擊特性一直是研究熱點和解決雷電防護的關鍵。據此，中國電力科學研究院研究開發了“超特高壓GIS/HGIS輸電工程架空線路故障識別定位系統”。該系統由安裝在架空線路兩端“GIS/HGIS變電站/開關站過電壓監測裝置系統”和安裝在架空線路桿塔上的“線路桿塔雷電監測裝置系統”組成，基于該系統能實現架空輸電線路雷擊電流監測和雷擊故障識別功能。

目前，國內外知名科研機構均采用國際通用的先進的圖形化電磁暫態計算程序ATP-EMTP進行計算研究雷電侵入波過電壓。但研究過程中，均是選定了雷電波的波形和幅值、雷擊點的位置，計算出變電站各設備上的最大過電壓幅值，然后據此確定各設備的絕緣水平和裕度。可見，其研究目的是為了變電站設備的絕緣配合。而本發明實現的目的為根據變電站實測的雷電過電壓波形反推雷擊點的位置、雷電的幅值和波頭時間。解決這個問題，當前并沒有成熟的方法。

根據變電站雷電侵入波過電壓仿真計算研究經驗，變電站的運行方式和設備阻抗參數、線路長度和阻抗參數、雷擊點的位置、幅值和波頭時間等均影響進入變電站的雷電侵入波波形，而且有許多因素帶來非線性的影響。如何考慮上述因素的影響，根據“GIS/HGIS變電站/開關站過電壓監測裝置系統”實測的雷電過電壓波形反推雷擊點的位置、雷電的幅值和波頭時間，即提出易于實現的超特高壓GIS/HGIS輸電工程線路直擊導線雷電流反演方法，是本發明的目的。

發明內容

為了解決上述問題，根據本發明的一方面，提供一種超特高壓輸電工程線路直擊導線的雷電流反演方法，包括，

步驟1，針對實際線路建立波阻抗仿真模型；

步驟2，對所述實際線路進行波形和頻率監測，判斷所述實際線路中是否存在被雷電直擊的導線；

步驟3，當所述實際線路中存在被雷電直擊的導線時，確定實際線路中被雷電直擊的導線的雷擊點位置，并獲取實際線路中的雷電流過電壓波形；

步驟4，選定仿真雷電流的波頭時間，根據所述仿真雷電流的波頭時間計算仿真模型中的雷電流過電壓波形，其中實際線路中的雷電流過電壓波形與仿真模型中的雷電流過電壓波形成正比，因此根據所述仿真模型中的雷電流過電壓波形計算實際線路中的雷電流波頭時間；

步驟5，在實際線路中存在被雷電直擊的導線時，確定實際線路是否出現跳閘；

步驟6，若實際線路未出現跳閘，則在仿真模型中與實際線路的雷擊點相對應的位置施加第一仿真雷電流值，計算仿真模型中雷電流過電壓幅值，并將仿真模型中雷電流過電壓幅值與實際線路中雷電流過電壓幅值進行對比；

步驟7，將仿真模型中雷電流過電壓幅值與實際線路中雷電流過電壓幅值的差值進行對比，根據對比結果對所述第一仿真雷電流值進行調整，每次調整一個調整電流值，并將調整后的電流值作為第一仿真雷電流值，執行步驟6；當連續兩個差值的乘積為負數時，執行步驟10；