一種35kV及以下配電線路直擊雷跳閘率計算方法，所述方法首先獲取配電線路所在地區雷害狀況和線路、桿塔參數，得到雷電流擊中桿塔和擊中導線的概率。其次考慮到配電線路特殊的中性點接地方式，采用全新的公式計算出雷電流直接擊中導線時導致絕緣子雙相和三相閃絡的雷電流幅值。然后通過電磁暫態仿真計算軟件建立特定塔形和回路的雷電流擊中桿塔和避雷線的仿真模型，得到絕緣子雙相和三相閃絡的雷電流幅值，進而分別采用新的公式計算出直擊跳閘率和反擊跳閘率，二者相加即得到總的直擊雷跳閘率。本發明專利技術適用于配電線路不同塔形和回路下的跳閘率計算，為雷害評估和線路改造提供依據。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及配電線路雷害水平評估及防護領域，具體涉及一種35kV及以下配電 線路直擊雷跳閘率計算方法。
技術介紹
配電線路是電力系統中較靠近用戶的一級，擔負著向工農業生產、居民日常生活 供電的重要職責，具有線路結構復雜、線路總量多、覆蓋面積面廣的特點。過去長期存在著 重主網輕配網的思想，導致目前配網的設備狀況、技術水平等方面與主網相比均存在著較 大差距。配電線路絕緣水平較低，且一般無特別的防雷措施，不僅受到直擊雷的影響，同時 也會因雷擊地面產生的感應過電壓的影響而發生絕緣子閃絡。相比高壓輸電線路，配電線 路更容易發生雷擊閃絡跳閘，嚴重影響供電可靠性。 目前國內電網防雷研究的重點主要集中在主網，配網由于電壓等級低，相關防雷 研究問題一直不受重視，配網整體防雷研究較為薄弱。國外的配網防雷研究重點集中在防 雷措施研究方面，國內一些學者對于配網防雷問題的研究，也缺乏對配電線路整體雷害水 平的全面而準確的計算和評估。雷電參數的缺乏和計算方法的偏差與局限使得對配電線路 的雷害水平評估難以精確化，在選擇線路防雷措施時也帶有很大的盲目性。在防雷計算評 估方法中，缺乏對模型的精確建立，對各種影響因素的綜合考慮，以及對雷擊產生的總跳閘 率的準確評估，結果無法確切反映線路雷擊故障的風險，也不能確定影響雷擊閃絡的各因 素所起的作用，據此提出的防雷措施的針對性、系統性、規劃性也有待提高。因此，在配網防 雷性能評估方法中，提出一整套全面的，同時各個部分有差異的、針對性的配電線路總雷擊 跳閘率的計算方法對于準確的評估配電線路防雷性能和進一步的防雷改造有著重要的意 義和實用性。 配電線路絕緣水平低，直擊雷過電壓和感應雷過電壓均可能造成線路閃絡跳閘。 直擊雷過電壓指雷擊于導線或桿塔，使絕緣子承受較高的過電壓而發生閃絡。感應雷過電 壓指雷擊于線路附近大地上，因電磁場效應在導線上感應出過電壓。過電壓達到一定程度 將可能導致線路跳閘，影響配電線路的安全穩定運行，給居民生活和社會生產帶來不利影 響。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，為了解決長期不受重視但十分重要且急需解決的配電線路直 擊雷跳閘率的計算問題，提出了全新的。 本專利技術的技術方案是，包括以 下步驟，簡明計算步驟示意圖參見圖1 : 步驟一、獲取配電線路所在地區雷害狀況和線路、桿塔參數，包括落雷密度和回路 數、電壓等級、導線空間排列情況、塔形、桿塔波阻抗和接地電阻。 步驟二、根據導線空間排列情況，得到每次雷電流擊中桿塔頂部與避雷線的概率 和直接擊中導線的概率。 步驟三、基于線路參數，根據全新的公式，計算得到雷電流直擊導線導致絕緣子雙 相和三相閃絡時的雷電流幅值。 步驟四、通過電磁暫態仿真軟件建立特定回路和特定塔形情況下的雷電流反擊模 型，得到絕緣子雙相和三相閃絡時的雷電流幅值。 步驟五、根據直擊、反擊概率和對應的雙相閃絡、三相閃絡的雷電流幅值，計算得 出直擊跳閘率和反擊跳閘率，二者相加，即得總的直擊雷跳閘率。 在本專利技術步驟一，收集雷擊跳閘率計算所需的數據，為后續建模和計算做準備。 根據GIS系統確定配電線路的精確路徑，利用雷電定位系統獲得配電線路所在地 區的落雷密度統計數據。確定線路電壓水平、回路數、避雷線安裝情況桿塔類型、導線空間 排列情況、接地電阻等。 本專利技術步驟二，根據導線空間排列情況，得到每次雷擊時，擊中桿塔和線路的概率 P，其中平原地區雷電流直接擊中導線的概率P 1和擊中桿塔、避雷線的概率P2分別為〇.5p。 本專利技術步驟三，計算雷電流直接擊中導線時導致線路跳閘的雷電流幅值。雷電流 直接擊中導線的示意圖如圖2所示。由于配電線路中性點采取不接地或者經消弧線圈接地 的非直接接地方式，因此，只有絕緣子雙相閃絡或三相閃絡時才構成雷電流流通回路，形成 穩定電弧，線路才會跳閘，這與主網不同。 絕緣子第i相和第j相先后閃絡時雷電流幅值計算公式如下： 式中：1。為雷電流幅值，kA ;U5Q%為絕緣子50%擊穿電壓，kV ;yj為第j相導線懸 掛高度，m Alj為第i相導線對第j相導線的耦合系數，i，j = A，B，C，且i辛j ;Lgt為桿塔 電感，μΗ ;1^為桿塔沖擊接地電阻，Ω。 分別求出任意兩相先后閃絡的雷電流幅值I1,，取其最小值作為雙相閃絡的雷電流 工1，2。 絕緣子第i相、第j相和第k相先后閃絡時雷電流幅值計算公式如下： 式中：kuk為第i、j相導線對第k相導線的親合系數，i，j，k = A，B，C，且互不相 同；yk第k相導線懸掛高度，m ; 分別求出任意三相先后閃絡的雷電流幅值Ilj，取其最小值作為三相閃絡的雷電流 11,2, 3° 當應用于多回路配電線路的計算時，分別求出每一回路的雙相閃絡和三相閃絡雷 電流，分別取最小值最為整條線路的雙相閃絡和二相閃絡雷電流。 絕緣子閃絡后，形成穩定電弧的概率也與主網不同，可按下式計算： CN 105160049 A 兄明書 3/7 頁 式中：n u為絕緣子雙相閃絡后產生穩定電弧的概率；uN為系統標稱（線）電壓， kv ;ldls為兩相閃絡時放電路徑總長度，m。 本專利技術步驟四，通過電磁暫態仿真軟件建立特定回路特定塔形情況下的雷電流反 擊模型，得到絕緣子雙相閃絡和三相閃絡的雷電流幅值1' 和I' U3。雷電流擊中桿塔 示意圖如圖3所示。 雷電流反擊模型包括以下幾個模塊：線路模塊、桿塔模塊、雷電流模塊和絕緣子閃 絡豐吳塊。 線路模塊中可以基于現實情況自定義線路回路數和避雷線條數，設置導線電阻 率、內外半徑、橫縱坐標、垂弧、線路長度、電壓水平等，可以自定義是否加裝避雷器、具體加 裝方式（全相加裝或者單相加裝等）以及避雷器的伏安特性等。 桿塔模塊用單一波阻抗模擬，可以定義配電線路常用的各種塔形，包括十字型、上 字型、門型等，并經接地電阻接地。 雷電流模塊可以選擇多種雷電流波形，并可自定義雷幅值、撥前波尾等雷電流參 數。 本專利技術步驟五，根據直擊、反擊概率和對應的雙相閃絡、三相閃絡的雷電流幅值， 計算得出直擊跳閘率和反擊跳閘率。 我國一般地區雷電流幅值超過I的概率可按下式求得： 我國少雷地區雷電流幅值超過I的概率可按下式求得： 通過上式可以分別求得在雷電流直擊導線時，導致絕緣子雙相閃絡和三相閃絡的 雷電流幅值概率P li2和Pu3，以及雷電流擊中桿塔和避雷線時，絕緣子雙相閃絡和三相閃絡 的雷電流幅值概率P U 2和P 1ι2ι3〇 雷電流直擊導線導致的直擊跳閘率可按下式計算： 雷擊桿塔和避雷線導致的反擊跳閘率可按下式計算： 式中：111為直擊跳閘率，次八1001〇11^) ;112為反擊跳閘率，次八1001〇11^)#為落 雷概率，次/ (100km · a) ;Pi為雷擊導線的概率；p 2為雷擊桿塔和避雷線的概率；P 1ι2為雷擊 導線時導致絕緣子雙相閃絡概率；Pu3為雷擊導線時導致絕緣子三相閃絡概率^ u為 雷擊桿塔、絕緣子時導致絕緣子雙相閃絡概率^ U3為雷擊桿塔、絕緣子時導致絕緣子 三相閃絡概率；η1ι2為絕緣子雙相閃當前第1頁1 2 3 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種35kV及以下配電線路直擊雷跳閘率計算方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：步驟一、獲取配電線路所在地區雷害狀況和線路、桿塔參數，包括落雷密度和回路數、電壓等級、導線空間排列情況、塔形、桿塔波阻抗和接地電阻；為后續建模和計算做準備；步驟二、根據導線空間排列情況，得到每次雷電流擊中桿塔頂部與避雷線的概率和直接擊中導線的概率；步驟三、基于線路參數，計算得到雷電流直擊導線導致絕緣子雙相和三相閃絡時的雷電流幅值；步驟四、通過電磁暫態仿真軟件建立特定回路和特定塔形情況下的雷電流反擊模型，得到絕緣子雙相和三相閃絡時的雷電流幅值；步驟五、根據直擊、反擊概率和對應的雙相閃絡、三相閃絡的雷電流幅值，計算得出直擊跳閘率和反擊跳閘率，二者相加，即得總的直擊雷跳閘率。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡木良，王華云，韋自強，王羽，張宇，鄭蜀江，安義，潘建兵，李博江，劉蓓，
申請(專利權)人：國家電網公司，國網江西省電力科學研究院，武漢大學，
類型：發明
國別省市：北京;11
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