本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種高壓直流輸電線路雷電繞擊與反擊的辨識方法。線路雷電繞擊是雷電繞開避雷線直擊于輸電線上，而反擊是雷電直擊于避雷線上或桿塔上，由于桿塔接地電阻存在，塔頂電位瞬間突增導(dǎo)致絕緣閃絡(luò)。雷電繞擊與反擊高壓直流輸電線路電磁暫態(tài)量產(chǎn)生的機理、以及線路上雷擊電磁暫態(tài)的傳播路徑不同，其產(chǎn)生的電壓暫態(tài)信號在不同頻帶的能量分布存在較大差異。本發(fā)明專利技術(shù)于保護安裝處的行波分析與測距高速采集系統(tǒng)中，利用小波分析提取零模電壓在不同頻帶下的能量，根據(jù)能量分布的特征來區(qū)分雷電繞擊故障與反擊故障。大量仿真表明該方法可靠、有效。本發(fā)明專利技術(shù)的物理概念直觀清晰，且易于實現(xiàn)，可廣泛應(yīng)用于高壓直流系統(tǒng)保護裝置，為線路防雷設(shè)計提供重要數(shù)據(jù)支撐，為線路的運行與維護提供參考。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電力系統(tǒng)雷電電磁暫態(tài)監(jiān)測
，具體地說是一種高壓直流輸電線路 雷電繞擊與反擊的辨識方法。
技術(shù)介紹
隨著經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，跨區(qū)域的長距離輸電成為必然。因此，土800kV特高壓 直流(UHVDC)輸電系統(tǒng)越來越受到關(guān)注，到2010年我國將建成世界首個士800kV UHVDC 輸電工程一云廣直流輸電工程。由于遠距離的輸電使線路發(fā)生短路、雷擊的概率大大增 加，嚴(yán)重威脅到直流系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，如何防止輸電線路雷擊的閃絡(luò)、避免雷擊跳閘正是 電力系統(tǒng)急需解決的難題。雷擊線路故障分為繞擊、反擊兩種，線路雷電繞擊是雷電繞 開避雷線直擊于輸電線上，而反擊是雷電直擊于避雷線上或桿塔上，由于桿塔接地電阻存 在，塔頂電位瞬間突增導(dǎo)致絕緣閃絡(luò)。兩種雷擊故障的產(chǎn)生機理不同，防護措施不同，只 有正確的完成判斷，直流線路防雷才能做到有的放矢、事半功倍。然而，當(dāng)前對于輸電 線路繞擊、反擊故障的辨別十分困難，國外對繞擊、反擊的研究多數(shù)停留在桿塔設(shè)計領(lǐng)域； 國內(nèi)大部分是根據(jù)多年工作經(jīng)驗由工程師人為判定，此種方法存在較大誤差，此外，也有 提出通過在桿塔安裝磁帶測量裝置辨別繞擊、反擊故障，但實現(xiàn)起來較為不便。世界上首個特高壓直流輸電工程——云廣直流輸電工程，線路全長1438km，沿途氣候 多變，桿塔高度很高，由于沒有同類工程經(jīng)驗作參考，線路的防雷始終是一個難點。 提出一種簡單可靠的方法，使其能在對雷擊故障進行故障點準(zhǔn)確定位的前提下，準(zhǔn)確辨別 出雷擊故障的類型，將為線路防雷提供重要數(shù)據(jù)支撐，為線路的運行與維護提供參考。隨著對行波保護與暫態(tài)保護研究的深入， 一些研究者關(guān)注雷電故障與非雷電故障的區(qū) 分問題，并取得了一定的成果[7—16，但對于雷電故障中繞擊、反擊的區(qū)分則有待進一步研 究。參考文獻劉振亞.特高壓電網(wǎng).北京，中國電力出版社，2005.劉振亞.特高壓直流輸電技術(shù)研究成果專輯.北京，中國電力出版社，2005. 何金良，高玉明.過電壓防護及絕緣配合.北京清華大學(xué)出版社，2000.齊沖.高壓輸電線路的雷電繞擊、反擊識別.廣西大學(xué)碩士論文，2007中國南方電網(wǎng)公司.土800kV直流輸電技術(shù)研究.中國電力出版社.2006.李立涅.云廣+800kV特高壓直流輸電線路耐雷性能研究.電網(wǎng)技術(shù).2007.中國電機工程學(xué)報，2005， 25 (7): 64-69. 董杏麗，葛耀中，董新洲.行波保護中雷電干擾問題的對策.中國電機工程學(xué)報，2002， 22(9): 74-78.王鋼，李海鋒，趙建倉，等.基于小波多尺度的輸電線路直擊雷暫態(tài)識別.中國電機工程學(xué)報，2004， 24(4): 139-144. 李海鋒，王鋼，趙建倉.輸電線路感應(yīng)雷擊暫態(tài)特性分析及其識別方法.中國電機工程學(xué)報，2004， 24(3): 114-119. 葉會生，何俊佳，李化，林福昌.雷擊高壓直流線路桿塔時的過電壓和閃絡(luò)仿真研究.電網(wǎng)技術(shù)，2005， 29 (29): 31-35. 詹花茂，李成榕，等.采用MOA的輸電線路雷電響應(yīng)分析模型.高電壓技術(shù)，2004,30(8): 1-2.王鋼，李志鏗，李海鋒.土800kV特高壓直流線路暫態(tài)保護.電力系統(tǒng)自動化，2007， 31 (21): 40-43， 48.段建東，任晉峰，張保會，羅四倍.超高速保護中雷電干擾識別的暫態(tài)研究.中國電機工程學(xué)報，2006,26(23): 7-13. [15〗The IEEE Working Group. IEEE Guide for Improving the Lighting Performance ofTransmission Lines. New York: IEEE Press, 1997. M A Al-Tai,H S B Elayyan. The simulation of surge corona on transmission lines. IEEETrans.PD, Vol.4, No.2，Apr.l989，pp.1360 1368.
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，在對雷擊繞擊高壓直流輸電線路造成反擊故 障及繞擊故障的電磁暫態(tài)特征分析的基礎(chǔ)上，提供一種高壓直流輸電線路反擊故障與繞擊 故障的識別方法。雷電沖擊作用于輸電線路，根據(jù)過電壓的形成過程可以分為兩大類感應(yīng)雷和直擊雷。 其中，直擊雷引起的故障有可分為繞擊和反擊兩類。雷擊塔頂和避雷線時，雷電流沿桿塔流入大地，桿塔波阻抗和接地電阻的存在，將在桿塔上產(chǎn)生暫態(tài)電位升高，當(dāng)塔頂電位高 于導(dǎo)線電位時，將引起絕緣子閃絡(luò)，稱之為反擊；雷電流繞過避雷線擊中導(dǎo)線引起絕緣子 閃絡(luò)，稱之為繞擊。本專利技術(shù)主要對直擊雷引起的繞擊和反擊故障進行電磁暫態(tài)計算分析， 系統(tǒng)模型如圖l所示，雷電流選用2.6/50us標(biāo)準(zhǔn)雷電流波形，如圖2所示，導(dǎo)體排列方式 及線路桿塔結(jié)構(gòu)分別如圖3、 4。為了準(zhǔn)確仿真計算雷擊桿塔的電磁暫態(tài)過程，桿塔采用多 波阻抗模型，如圖5所示，絕緣子采用壓控開關(guān)實現(xiàn)。雷電繞擊與反擊直流輸電線路發(fā)生機理、雷電波的傳播路徑各不相同，其產(chǎn)生的暫態(tài) 信號在不同頻率段的能量分布存在較大差異。本專利技術(shù)于保護安裝處的行波分析與測距高速 采集系統(tǒng)中，利用小波分析提取零模電壓在不同頻帶下的能量，根據(jù)能量分布的特征來區(qū) 分雷電繞擊故障與反擊故障。本專利技術(shù)的識別方法步驟如下1) 當(dāng)電壓變化率du/dt大于整定值時，采樣頻率為lMHz的高速數(shù)據(jù)采集與錄波裝置 啟動并記錄故障后10ms的電壓行波波形；2) 運用Karenbauer變換矩陣計算電壓行波零模分量t/。(0和線模分量f7,(/)，如式(1)所示:<formula>formula see original document page 5</formula>(1)其中t7+")為檢測到的正極直流暫態(tài)電壓，t/—(^為檢測到的負極直流暫態(tài)電壓；3)使用DB4小波對零模電壓分量進行5層多分辨率分析，利用小波變換結(jié)果vv,("計算每個頻帶的能量<formula>formula see original document page 5</formula>(2)和每個頻帶的能量<formula>formula see original document page 5</formula>(3)4)基于上述原理，形成故障識別判據(jù)如下若《>￡2 〉A(chǔ)且^。/。X).30,則判斷為雷電繞擊故障， 若<formula>formula see original document page 5</formula>，則判斷為雷電反擊故障。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點本專利技術(shù)的理論基礎(chǔ)較為直觀，容易實現(xiàn)，通過大量的電磁暫態(tài)仿真驗證了本方法可靠、 有效。本專利技術(shù)能對高壓直流線路全線的雷電繞擊與反擊故障的進行準(zhǔn)確識別。本專利技術(shù)的物理概念直觀清晰，且易于實現(xiàn)，可廣泛應(yīng)用于高壓直流系統(tǒng)保護裝置，為線路防雷設(shè)計提供重要數(shù)據(jù)支撐，為線路的運行與維護提供參考。附圖說明圖1為特高壓直流系統(tǒng)示意圖2為雷電流波形；圖3為特高壓直流輸電線路導(dǎo)體排列示意圖； 圖4為特高壓直流輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)；其中的尺寸線？ 圖5為特高壓直流輸電線路桿塔多波本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種高壓直流輸電線路雷電繞擊與反擊的辨識方法，其特征在于根據(jù)雷擊造成的繞擊故障與反擊故障時的電壓行波的傳播過程不同，頻帶能量分布不同，對零模電壓分量進行小波變換，根據(jù)能量分布特征對雷電引起的繞擊、反擊故障進行正確識別。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：束洪春，張廣斌，王永治，程春和，孫濤，彭仕欣，張加貝，朱子釗，朱盛強，
申請(專利權(quán))人：昆明理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：53[中國|云南]
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