一种调整特高压直流换流站避雷装置布局的方法和系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种调整特高压直流换流站避雷装置布局的方法和系统。所述方法包括：按照已有避雷装置的布局，对所述特高压直流换流站的直流场划分区域；采用滚球法并且基于击距公式计算所划分的区域的绕击电流；采用多种间隙闪络模型并且基于绕击电流计算所划分的区域遭受直击雷的最大过电压；以及根据所述最大过电压的计算结果调整避雷装置的布局。

Method and system for adjusting the layout of lightning protection device of UHVDC Converter Station

The invention relates to a method and a system for adjusting the layout of the lightning protection device of a UHVDC converter station. The method comprises the following steps: according to the existing lightning arrester layout, DC field is divided to the area of uhvdcconverterstation; the rolling ball method and current shielding distance formula of the divided region based; using a variety of space model and shieldingfailure flashover current calculation of the area of direct lightning stroke maximum voltage based on the calculation of lightning protection and layout adjustment; according to the results of the maximum overvoltage.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及特高压直流电力工程仿真计算领域，并且更具体地，涉及一种调整特高压直流换流站避雷装置布局的方法和系统。
技术介绍
换流站是直流电力系统中的枢纽，一旦发生雷击损坏事故，有可能造成大面积停电，影响十分严重。所以，换流站要求有可靠的防雷保护措施。换流站的雷害来自两个方面，一是雷直接击到换流站设备上而造成站内设备的损坏，简称直击雷；二是雷击到输电线路的杆塔和避雷线上，造成绝缘子闪络(反击)，或者直接击到导线上(绕击)产生的雷电波，波沿输电线路传递到换流站而在换流站设备上产生雷电过电压引起设备绝缘损坏，此简称侵入波。所以，换流站设备的防雷保护措施有两个方面，一个直击雷的防护，另一个是雷电侵入波的防护。对于直击雷的防护，国内外通用的做法是在换流站安装避雷针和避雷线。从我国110kV～1000kV大量变电站多年来的变电站直击雷防护的运行经验可知，按照我国现行的规程规定的方法，正确设计和安装了避雷针和避雷线的变电站，其直击雷防护效果是可靠的。但是换流站直流场设备较多，绝缘水平较薄弱，安装避雷线和避雷针还是有可能发生较小的绕击电流绕过针线组合直击直流设备的事故，考虑到特高压直流换流站的重要性，所以需要对拟建立的换流站和发生雷击事故的变电站通过仿真计算来分析避雷线布置是否合理。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
存在的上述问题，本专利技术提供一种调整特高压直流换流站避雷装置布局的方法，所述方法包括：按照已有避雷装置的布局，对所述特高压直流换流站的直流场划分区域；采用滚球法并且基于击距公式计算所划分的区域的绕击电流；采用多种间隙闪络模型并且基于绕击电流计算所划分的区域遭受直击雷的最大过电压；以及根据所述最大过电压的计算结果调整避雷装置的布局。优选地，利用滚球法计算绕击电流的击距公式如下：r＝10I0.65其中，r为滚球半径，I为绕击电流。优选地，所述多种间隙闪络模型包括：伏秒特性曲线相交法、积分法、Shindo&Suzuki先导发展模型、CIGRE先导发展模型、Pigini先导发展模型和Motoyama先导发展模型。优选地，所述避雷装置包括避雷针和避雷线。优选地，所述方法适用的情形包括：调整拟建立的特高压直流换流站避雷装置布局以及对发生雷击事故的特高压直流换流站，通过对比故障录波波形和采用多种间隙闪络模型计算的故障设备仿真波形调整避雷装置布局。根据本专利技术的另一方面，本专利技术涉及一种调整特高压直流换流站避雷装置布局的系统，其特征在于，所述系统包括：避雷装置布局确定单元，其用于按照避雷装置的布局对直流换流站直流场划分区域；绕击电流确定单元，其用于采用滚球法并且基于击距公式，计算划分的区域的绕击电流；最大过电压确定单元，其用于根据多种间隙闪络模型，基于绕击电流计算划分的区域遭受直击雷的最大过电压；以及避雷装置布局优化单元，其用于根据最大过电压的计算结果调整避雷装置的布局。优选地，绕击电流确定单元利用滚球法计算绕击电流的击距公式如下：r＝10I0.65其中，r为滚球半径，I为绕击电流。优选地，所述多种间隙闪络模型包括：伏秒特性曲线相交法、积分法、Shindo&Suzuki先导发展模型、CIGRE先导发展模型、Pigini先导发展模型和Motoyama先导发展模型。优选地，所述避雷装置包括避雷针和避雷线。优选地，所述系统适用的情形包括：调整拟建立的特高压直流换流站避雷装置布局以及对发生雷击事故的特高压直流换流站，通过对比故障录波波形和采用多种间隙闪络模型计算的故障设备仿真波形调整避雷装置布局。通过本专利技术所述的调整特高压直流换流站避雷装置的方法和系统，可采用多种空气间隙模型全面分析雷电直击下换流站直流场的电气设备的过电压情况，从而及时调整拟建立的，以及发生了雷击事故的换流站的避雷装置的布局。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1是本专利技术具体实施方式的调整特高压直流换流站避雷装置布局的方法的流程图；以及图2是本专利技术具体实施方式的调整特高压直流换流站避雷装置布局的系统的结构图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。图1是本专利技术具体实施方式的调整特高压直流换流站避雷装置布局的方法的流程图。如图1所示，调整特高压直流换流站避雷装置布局的方法100从步骤S101开始。在步骤S101，按照已有避雷装置的布局，对所述特高压直流换流站的直流场划分区域。其中，所述避雷装置包括避雷针和避雷线。在步骤S102，采用滚球法并且基于击距公式计算所划分的区域的绕击电流。利用滚球法计算绕击电流的击距公式如下：r＝10I0.65其中，r为滚球半径，I为绕击电流。在步骤S103，采用多种间隙闪络模型并且基于绕击电流计算所划分的区域遭受直击雷的最大过电压。其中，所述多种间隙闪络模型包括：伏秒特性曲线相交法、积分法、Shindo&Suzuki先导发展模型、CIGRE先导发展模型、Pigini先导发展模型和Motoyama先导发展模型。在步骤S104，根据所述最大过电压的计算结果调整避雷装置的布局。本专利技术中所述方法适用的情形包括：调整拟建立的特高压直流换流站避雷装置布局以及对发生雷击事故的特高压直流换流站，通过对比故障录波波形和采用多种间隙闪络模型计算的故障设备仿真波形调整避雷装置布局。图2是本专利技术具体实施方式的调整特高压直流换流站避雷装置布局的系统的结构图。如图2所示，调整特高压直流换流站避雷装置布局的系统包括避雷装置布局确定单元201、绕击电流确定单元202、最大过电压确定单元203和避雷装置布局优化单元204。避雷装置布局确定单元201，其用于按照避雷装置的布局对特高压直流换流站直流场划分区域。其中，所述避雷装置包括避雷针和避雷线。绕击电流确定单元202，其用于采用滚球法并且基于击距公式，计算划分的区域的绕击电流。绕击电流确定单元利用滚球法计算绕击电流的击距公式如下：r＝10I0.65其中，r为滚球半径，I为绕击电流。最大过电压确定单元203，其用于根据多种间隙闪络模型，基于绕击电流计算划分的区域遭受直击雷的最大过电压。其中，所述多种间隙闪络模型包括：伏秒特性曲线相交法、积分法、Shindo&Suzuki先导发展模型、CIGRE先导发展模型、Pigini先导发展模型和Motoyama先导发展模型。避雷装置布局优化单元204，其用于根据最大过电压的计算结果调整避雷装置的布局。所述系统适用的情形包括：调整拟建立的特高压直流换流站避雷装置布局以及对发生雷击事故的特高压直流换流站，通过对比故障录波波形和采用多种间隙闪络模型计算的故障设备仿真波形调整避雷装置布局。除非另有说明，此处使用的术语(包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调整特高压直流换流站避雷装置布局的方法，其特征在于，所述方法包括：按照已有避雷装置的布局，对所述特高压直流换流站的直流场划分区域；采用滚球法并且基于击距公式计算所划分的区域的绕击电流；采用多种间隙闪络模型并且基于绕击电流计算所划分的区域遭受直击雷的最大过电压；以及根据所述最大过电压的计算结果调整避雷装置的布局。

【技术特征摘要】
1.一种调整特高压直流换流站避雷装置布局的方法，其特征在于，所述方法包括：按照已有避雷装置的布局，对所述特高压直流换流站的直流场划分区域；采用滚球法并且基于击距公式计算所划分的区域的绕击电流；采用多种间隙闪络模型并且基于绕击电流计算所划分的区域遭受直击雷的最大过电压；以及根据所述最大过电压的计算结果调整避雷装置的布局。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用滚球法计算绕击电流的击距公式如下：r＝10I0.65其中，r为滚球半径，I为绕击电流。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多种间隙闪络模型包括：伏秒特性曲线相交法、积分法、Shindo&Suzuki先导发展模型、CIGRE先导发展模型、Pigini先导发展模型和Motoyama先导发展模型。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述避雷装置包括避雷针和避雷线。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法适用的情形包括：调整拟建立的特高压直流换流站避雷装置布局以及对发生雷击事故的特高压直流换流站，通过对比故障录波波形和采用多种间隙闪络模型计算故障设备仿真波形调整避雷装置布局。6.一种调整特高压直流换流站避雷装置布局的系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：万磊，何慧雯，范冕，王磊，娄颖，李振强，查志鹏，周沛洪，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11