[發(fā)明專利]一種多柱并聯(lián)避雷器組均能配組方法、裝置及介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010616952.1
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111781452B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李江濤;何家欣;王川;劉志遠(yuǎn);艾紹貴;于曉軍;虞江華;劉波;李秀廣
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)寧夏電力有限公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙) 34115
• 代理人: 苗娟

一種多柱并聯(lián)避雷器組均能配組方法、裝置及介質(zhì)，包括步驟：避雷器組參數(shù)需求確定和電阻片的選取；生成電阻片初始配組矩陣；確定避雷器組過電壓波形，計(jì)算各柱電流波形，計(jì)算每一片電阻片在該電流波形下吸收能量；將吸收能量偏差較大的電阻片剔除；根據(jù)能量吸收矩陣對電阻片所處位置進(jìn)行調(diào)換，將電流最大柱吸收能量最少的電阻片與電流最小柱吸收能量最大的電阻片位置進(jìn)行交換，迭代計(jì)算并重復(fù)此步驟；迭代次數(shù)越多，能量分配越均勻。本發(fā)明首次提出基于吸收能量均衡的電阻片配組算法，適用于大規(guī)模多柱并聯(lián)避雷器組配組設(shè)計(jì)，由于同位置避雷器組面臨工況不同，本發(fā)明可針對不同避雷器組的過電壓波形進(jìn)行配組，有效提升避雷器組運(yùn)行可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及避雷器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多柱并聯(lián)避雷器組均能配組方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著我國電力系統(tǒng)“西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略的穩(wěn)步推進(jìn)，高壓直流輸電系統(tǒng)在電網(wǎng)中應(yīng)用越來越多。相比于高壓交流輸電，高壓直流輸電具有輸送容量大、距離遠(yuǎn)、損耗小等優(yōu)點(diǎn)，且不存在同步運(yùn)行的穩(wěn)定問題，因而廣泛應(yīng)用于大容量長距離輸電。

換流站是高壓直流輸電工程的樞紐，對整個(gè)直流輸電工程起關(guān)鍵作用，站內(nèi)交、直流設(shè)備價(jià)格昂貴，對主設(shè)備的過電壓保護(hù)離不開避雷器，換流站中過電壓保護(hù)所用的避雷器種類比交流系統(tǒng)多，主要包括換流閥避雷器、直流母線避雷器、中性母線避雷器、直流濾波器避雷器、交流濾波器避雷器及平波電抗器避雷器等。其中運(yùn)行工況最為復(fù)雜的是整流側(cè)中性母線避雷器。

中性母線避雷器安裝于換流站中性母線，在直流系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)電壓較低，雙極大地平衡運(yùn)行時(shí)電壓為零，但當(dāng)線路發(fā)生故障或發(fā)生某些操作時(shí)，中性母線上易產(chǎn)生較大過電壓且能量巨大。為保護(hù)中性母線區(qū)設(shè)備不受過電壓損傷，該避雷器需具備吸收高達(dá)幾十MJ能量的能力。受避雷器制造技術(shù)的限制，該避雷器一般由多柱避雷器并聯(lián)組成。以溪洛渡直流輸電工程為例，其整流側(cè)牛寨換流站單回中性母線避雷器并聯(lián)數(shù)量多達(dá)23只，每只避雷器均為4柱閥片并聯(lián)結(jié)構(gòu)，單臺避雷器設(shè)計(jì)能量耐受能力為1.44MJ。

多柱并聯(lián)結(jié)構(gòu)的避雷器理想運(yùn)行工況是各柱均分系統(tǒng)遭受沖擊時(shí)所產(chǎn)生的能量，但如果避雷器均流特性不佳或局部性能劣化，將導(dǎo)致個(gè)別避雷器單元吸收超過其耐受水平的能量，從而導(dǎo)致避雷器擊穿故障，直流系統(tǒng)停運(yùn)，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。2014年特高壓宜賓換流站在大地轉(zhuǎn)金屬回線過程中，金屬回線轉(zhuǎn)換開關(guān)單支避雷器擊穿(整組26支并聯(lián))，導(dǎo)致開關(guān)分閘失敗，直流系統(tǒng)停運(yùn)；2014年銀川東換流站在大地轉(zhuǎn)金屬回線過程中，金屬回線轉(zhuǎn)換開關(guān)單支避雷器擊穿(整組11支并聯(lián))，導(dǎo)致直流閉鎖；2016年靈州換流站在直流線路近區(qū)短路試驗(yàn)時(shí)，中性母線避雷器組單支擊穿(整組24支并聯(lián))，導(dǎo)致直流閉鎖。

國內(nèi)外多柱并聯(lián)避雷器電流分流試驗(yàn)及不均勻系數(shù)計(jì)算大都是基于2柱或4柱并聯(lián)，且是基于電阻片參考電壓值進(jìn)行配組，使組合而成的各柱避雷器參考電壓盡可能一致，從而使電流不均勻系數(shù)滿足標(biāo)準(zhǔn)小于1.1的要求。且大部分避雷器產(chǎn)品在出廠時(shí)也是遵循這一要求。但根據(jù)近幾年的事故案例分析可以得出這個(gè)要求不適用于大規(guī)模多柱并聯(lián)的避雷器組。

胡淑慧等人提出了一種測量多柱并聯(lián)電阻片柱電流分布不均勻系數(shù)的方法，受電流沖擊測試設(shè)備能力的限制，不能同時(shí)進(jìn)行幾十柱甚至上百柱電阻片柱的電流分布不均勻系數(shù)的測量，因此需要對避雷器柱分組進(jìn)行測試。并提出了一種基于參考電壓“排列”和“對調(diào)”的大規(guī)模電阻片配組方法。張曦等人針對現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行避雷器開展7柱并聯(lián)實(shí)驗(yàn)，通過減少電阻片模擬單柱特性老化。結(jié)果顯示單柱參考電壓變化越大，整體參考電壓越接近單柱參考電壓變化值，而且并聯(lián)柱數(shù)越少這種現(xiàn)象越明顯。由此可以推測出大規(guī)模多柱并聯(lián)避雷器組中，部分柱伏安特性變化難以檢測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出的一種多柱并聯(lián)避雷器組均能配組方法及裝置，可解決現(xiàn)有的電阻片配組方法可靠性低的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種多柱并聯(lián)避雷器組均能配組方法，包括以下步驟：