[發(fā)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(tǒng)

在審

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• 申請日: 2022-11-22
• 公開（公告）號: CN115730447A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李志忠;王會武;李偉;李元杰;王森;魯海亮
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)陜西省電力有限公司電力科學(xué)研究院;武漢大學(xué)
• 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(zé)任公司 61200
• 代理人: 高博

本發(fā)明公開了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(tǒng)，根據(jù)變電站GPR反擊站用避雷器的基本原理搭建10kV系統(tǒng)的仿真模型，確定不同消弧線圈配置方式下的避雷器受反擊特性；記錄避雷器在故障過程0.5s中的放電電流波形和兩端電壓波形；通過記錄故障過程中避雷器兩端的電壓波形和放電電流波形，經(jīng)卷積計算得到避雷器在GPR的反擊下吸收的能量；通過記錄故障過程中避雷器兩端電壓變化波形，確定10kV系統(tǒng)中性點經(jīng)消弧線圈接地時GPR反擊避雷器的機理，將確定線路對地電容數(shù)值帶入仿真模型，將避雷器吸收能量與通流容量進行對比，校核避雷器在GPR反擊下的安全性，得到不同線路對地電容下避雷器GPR安全限值。準確確定避雷器反擊情況，避免安全事故和損失。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高壓電器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及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(tǒng)。

背景技術(shù)

10kV廠/站用電系統(tǒng)中性點接地方式與系統(tǒng)單相接地故障電容電流有關(guān)，電力系統(tǒng)發(fā)展初期，由于系統(tǒng)單相接地故障電容電流較低，10kV廠/站用電系統(tǒng)中性點一般采用不接地的方式；隨著電力系統(tǒng)容量的變大和電力電纜的推廣，10kV廠/站用電系統(tǒng)單相接地故障電容電流劇增，為補償故障電容電流，系統(tǒng)中性點經(jīng)消弧線圈接地的方式也逐漸興起。

現(xiàn)有接地網(wǎng)地電位升高(Ground Potential Rise GPR)反擊變電站用避雷器的研究均以系統(tǒng)中性點不接地為前提，并未考慮系統(tǒng)中性點不同接地方式下GPR反擊避雷器的異同。若仍然簡單套用系統(tǒng)中性點不接地下避雷器GPR安全限值，極有可能巨大的經(jīng)濟損失，甚至出現(xiàn)避雷器爆炸的安全事故。例如在系統(tǒng)中性點經(jīng)消弧線圈接地時，避雷器GPR安全限值低于系統(tǒng)中性點不接地下GPR安全限值，若在系統(tǒng)中性點經(jīng)消弧線圈接地時套用前人計算結(jié)果，極有可能造成避雷器熱崩潰爆炸的事故！

因此有必要研究系統(tǒng)中性點經(jīng)消弧線圈接地方式下GPR反擊避雷器的機理和GPR安全限值計算方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供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(tǒng)，用于解決站用避雷器在廠/站用電系統(tǒng)中性點接地方式為諧振接地時，耐受GPR安全限值無法計算的技術(shù)問題。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種中性點諧振接地時避雷器GPR安全限值計算方法，包括以下步驟：

S1、根據(jù)GPR反擊變電站用避雷器原理搭建廠/站用電系統(tǒng)仿真模型，所述GPR為接地網(wǎng)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(tǒng)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(tǒng)仿真模型和步驟S2得到的廠/站用電系統(tǒng)仿真模型參數(shù)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(shè)定通流容量進行對比，當避雷器的吸收能量大于避雷器設(shè)定通流容量時，避雷器存在安全風(fēng)險，校核完成避雷器在GPR反擊下的安全性。

具體的，步驟S1中，廠/站用電系統(tǒng)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(yīng)廠/站用電系統(tǒng)母線的一端，對應(yīng)廠/站用電系統(tǒng)母線的另一端分兩路，一路分別經(jīng)對應(yīng)的對地電容接地，另一路分別經(jīng)并聯(lián)連接的非線性電阻和避雷器對地電容和變壓器10kV側(cè)入口電容C_B后經(jīng)地電位抬升后接地，第四路依次經(jīng)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(lián)連接有開關(guān)。

具體的，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：