[發明專利]多重雷下的斷路器絕緣受損風險評估方法及其裝置

有效

• 申請號: 202011088911.6
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112257238B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 馮瑞發;廖民傳;劉剛;馬御棠;胡上茂;錢國超;賈磊;蔡漢生;屈路;祁汭晗;張義;胡泰山;劉浩;梅琪;施健
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

1.一種多重雷下的斷路器絕緣受損風險評估方法，其特征在于，包括：

采集站內設備數據；其中，所述站內設備數據包括線路、桿塔、絕緣子串、變電站內主設備電氣平面圖及設備的相關參數；

根據所述站內設備數據在電磁暫態程序中建立線路-變電站雷電侵入波仿真模型；

在所述仿真模型中采用多重雷對每一桿塔進行反擊和繞擊的模擬，分別獲取每一桿塔的反擊臨界雷電流I_fn和繞擊臨界雷電流I_rn；

計算每一所述桿塔的落雷次數N_n1和每一繞擊導線次數N_n2；

根據每一所述桿塔的反擊臨界雷電流I_fn和每一所述落雷次數N_n1，結合預先獲得的雷電流幅值概率分布式，計算每一反擊侵入波下的斷路器絕緣受損率η_fn；

根據每一所述繞擊臨界雷電流I_rn和每一所述繞擊導線次數N_n2，結合預先獲得的雷電流幅值概率分布式，計算每一繞擊侵入波下的斷路器絕緣受損率η_rn；

根據每一所述反擊侵入波下的斷路器絕緣受損率η_fn和每一所述繞擊侵入波下的斷路器絕緣受損率η_rn，得到多重雷擊下的站內斷路器絕緣受損率η_s；

根據所述斷路器絕緣受損率η_s，確定所述斷路器在多重雷電侵入波下的雷電風險水平。

2.如權利要求1所述的多重雷下的斷路器絕緣受損風險評估方法，其特征在于，所述根據所述站內設備數據在電磁暫態程序中建立線路-變電站雷電侵入波仿真模型，具體包括：

在電磁暫態程序中采用JMarti頻率相關模型建立線路模型，采用多波阻抗模型建立桿塔模型，采用先導發展模型建立絕緣子串模型，采用非線性電阻模型建立桿塔接地電阻模型，采用波阻抗模型建立站內連接線，以及用電容等值模擬斷路器、隔離開關、電流互感器等設備；

結合上述模型和設備，建立線路-變電站雷電侵入波仿真模型。

3.如權利要求1所述的多重雷下的斷路器絕緣受損風險評估方法，其特征在于，所述在所述仿真模型中采用多重雷對每一桿塔進行反擊和繞擊的模擬，分別獲取每一桿塔的反擊臨界雷電流I_fn和繞擊臨界雷電流I_rn，具體包括：

在電磁暫態程序中采用2次連續脈沖雷電流模擬多重雷；

采用多重雷模擬每一桿塔的反擊塔頂實驗，實時計算斷路器上的反擊雷電過電壓；

當斷路器上的反擊雷電過電壓達到其額定雷電沖擊耐受水平U_L時，獲取每一所述桿塔的反擊臨界雷電流I_fn；

采用多重雷模擬每一桿塔的導線的繞擊實驗，獲取每一所述繞擊臨界雷電流I_rn。

4.如權利要求1所述的多重雷下的斷路器絕緣受損風險評估方法，其特征在于，所述根據所述站內設備數據在電磁暫態程序中建立線路-變電站雷電侵入波仿真模型，還具體包括：

在建立所述仿真模型時，考慮工頻電壓和感應雷電壓的影響，其中，所述感應雷電壓通過以下公式計算：

其中，u為感應雷電壓大小，i為雷電流，h_c為導線平均高度，h_g為地線平均高度，k為導地線耦合系數。

5.如權利要求1-4任一項所述的多重雷下的斷路器絕緣受損風險評估方法，其特征在于，所述預先獲得的雷電流幅值概率分布式通過以下步驟獲取：

結合雷電定位系統統計變電站區域預設時間的實際地閃情況，并擬合得到雷電流幅值概率分布如下式所示：

其中，I為線路耐雷水平，a₀和b₀為擬合參數。