[發明專利]一種中性點諧振接地時避雷器GPR安全限值計算方法及系統

在審

• 申請號: 202211468607.3
• 申請日: 2022-11-22
• 公開（公告）號: CN115730447A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 李志忠;王會武;李偉;李元杰;王森;魯海亮
• 申請（專利權）人: 國網陜西省電力有限公司電力科學研究院;武漢大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/04;G06F119/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種中性點諧振接地時避雷器GPR安全限值計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據GPR反擊變電站用避雷器原理搭建廠/站用電系統仿真模型，所述GPR為接地網地電位升高；

S2、對已建電站避雷器，將消弧線圈配置方案和線路對地電容輸入步驟S1得到的廠/站用電系統仿真模型進行安全性校驗；

S3、基于步驟S1得到的廠/站用電系統仿真模型和步驟S2得到的廠/站用電系統仿真模型參數確定避雷器在故障過程0.5s中的放電電流波形和兩端電壓波形，并沿時間進行積分計算，得到避雷器在GPR反擊下吸收的能量；

S4、對已建電站避雷器，將步驟S3得到的避雷器在GPR反擊下的吸收能量與避雷器設定通流容量進行對比，當避雷器的吸收能量大于避雷器設定通流容量時，避雷器存在安全風險，校核完成避雷器在GPR反擊下的安全性。

2.根據權利要求1所述的中性點諧振接地時避雷器GPR安全限值計算方法，其特征在于，步驟S1中，廠/站用電系統仿真模型具體為：

包括高壓母線，高壓母線的一端接地，另一端分四路，第一路、第二路和第三路分別連接對應廠/站用電系統母線的一端，對應廠/站用電系統母線的另一端分兩路，一路分別經對應的對地電容接地，另一路分別經并聯連接的非線性電阻和避雷器對地電容和變壓器10kV側入口電容C_B后經地電位抬升后接地，第四路依次經消弧線圈電感L、配套阻尼電阻R_L和地電位抬升后接地，地電位抬升兩端并聯連接有開關。

3.根據權利要求1所述的中性點諧振接地時避雷器GPR安全限值計算方法，其特征在于，步驟S2中，不同消弧線圈配置方式下的避雷器受反擊特性具體為：

當廠/站用電系統單相接地故障電容電流大于10A，小于100A～150A時，采用中性點經消弧線圈接地方式，線路對地電容C_L為1.5～30μF。

4.根據權利要求3所述的中性點諧振接地時避雷器GPR安全限值計算方法，其特征在于，消弧線圈滿足以下條件：

其中，ρ為電網阻尼率，K_C為不對稱度，v為脫諧度。

5.根據權利要求1所述的中性點諧振接地時避雷器GPR安全限值計算方法，其特征在于，步驟S2中，對在建電站避雷器，根據消弧線圈和線路對地電容間的定量關系設置廠/站用電系統仿真模型的參數，確定不同消弧線圈配置方式下的避雷器受反擊特性；基于不同消弧線圈配置方式下的避雷器受反擊特性，通過故障過程中避雷器兩端的電壓變化波形，確定廠/站用電系統中性點經消弧線圈接地時GPR反擊避雷器的反擊特性，利用廠/站用電系統中性點經消弧線圈接地時GPR反擊避雷器的反擊特性，采用不同線路對地電容C_L步長區間計算避雷器在GPR反擊下的吸收能量，并與避雷器設定通流容量進行對比，得到中性點諧振接地時避雷器GPR安全限值隨線路對地電容C_L的變化情況。

6.根據權利要求5所述的中性點諧振接地時避雷器GPR安全限值計算方法，GPR反擊避雷器的反擊特性具體為：

在消弧線圈與線路對地電容的回路中產生振蕩，GPR反擊至避雷器兩端電壓高于GPR和母線電壓之和，此時避雷器兩端電壓高于參考電壓，避雷器被擊穿并產生放電；基于脫諧度v和電網阻尼率ρ，母線電壓U_xge和GPR反擊避雷器的相位和幅值變化一致，GPR反擊避雷器兩端電壓不隨GPR的衰減降低，避雷器在故障過程中反復擊穿。

7.根據權利要求1所述的中性點諧振接地時避雷器GPR安全限值計算方法，其特征在于，步驟S3中，避雷器在GPR反擊下吸收的能量W具體為：

其中，P(t)為避雷器放電功率，u(t)和i(t)分別為避雷器兩端電壓和放電電流，t₀為故障持續時間。