杆塔间隙操作冲击电压下50%放电电压计算方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种杆塔间隙操作冲击电压下50％放电电压计算方法，适用于特高压直流输电系统，包括：获取所述特高压直流输电系统中导线和杆塔之间的第一间隙路径上的若干个第一数据点，获取每一所述第一数据点的电位；获取杆塔间隙放电模型中模拟导线到竖直棒之间的第二间隙路径上的若干个第二数据点，获取在竖直棒不同高度下每一第二数据点的电位；根据第一数据点的电位和第二数据点的电位，计算导线‑杆塔的电位分布与模拟导线‑竖直棒的电位分布之间的判定系数；计算杆塔间隙放电模型的操作冲击电压下50％放电电压。本发明专利技术还公开了一种杆塔间隙操作冲击电压下50％放电电压计算系统。能有效模拟导线‑杆塔间隙放电电压的过程，节省时间和降低成本。

【技术实现步骤摘要】
杆塔间隙操作冲击电压下50％放电电压计算方法和系统
本专利技术涉及特高压直流输电系统领域，尤其涉及一种杆塔间隙操作冲击电压下50％放电电压计算方法和系统。
技术介绍
为了确保输电线路在长期工作电压及偶然的操作冲击电压和雷电冲击电压下安全运行，输电线路导线-杆塔间隙需要保证具有足够的绝缘强度。导线-杆塔间隙绝缘强度主要通过50％放电电压进行表征。在所述特高压直流输电系统中，所述杆塔和所述导线之间有空气间隙，所述空气间隙是以空气作为绝缘介质的。空气放电的特点之一是击穿电压具有一定的分散性，在一定程度上具有一定的概率分布特征，需要从统计的观点进行考察。所述50％放电电压就是以统计的观点表达某一空气间隙耐受操作冲击电压的性能，通过选定某一固定幅值的操作冲击电压，多次施加到一个空气间隙上，当该间隙被击穿的概率为50％时(即有50％的次数间隙被击穿)，则所选定的电压即为该间隙的50％放电电压。50％放电电压与空气间隙距离长度具有较强的对应关系，是间隙放电特性的重要表征参量。不同类型电压下导线-杆塔间隙的50％放电电压具有不同的特征。根据目前研究结果，对于特高压直流输电线路来说，对导线-杆塔间隙起决定性的电压类型是操作冲击电压。因此，获得特高压直流输电线路导线-杆塔间隙操作冲击电压下50％放电电压具有十分重要的意义。目前，获得特高压直流输电线路导线-杆塔间隙50％放电电压的方法主要是通过模拟试验。即在试验室对输电线路杆塔、导线进行1：1模拟。对导线施加不同幅度的操作冲击电压，记录间隙的闪络情况。但是由于特高压输电线路杆塔高、塔头尺寸大、导线分裂数多、绝缘子串长度长、片数多、吨位大等原因，导致在试验室进行模拟需要耗费大量的人力、物力以及时间。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种杆塔间隙操作冲击电压下50％放电电压计算方法和系统，能有效模拟导线-杆塔间隙放电电压的过程，节省时间和降低成本。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种杆塔间隙操作冲击电压下50％放电电压计算方法，包括：获取所述特高压直流输电系统中导线和杆塔之间的第一间隙路径上的若干个第一数据点，获取每一所述第一数据点的电位；获取杆塔间隙放电模型，所述杆塔间隙放电模型包括模拟导线、竖直棒和平面导体，所述模拟导线到所述竖直棒之间的第二间隙路径与所述第一间隙路径相等；获取所述第二间隙路径上的若干个第二数据点，获取在所述竖直棒不同高度下每一所述第二数据点的电位；其中，所述第一数据点的个数与所述第二数据点的个数相等；根据所述第一数据点的电位和所述第二数据点的电位，计算导线-杆塔的电位分布与在所述竖直棒不同高度下模拟导线-竖直棒的电位分布之间的判定系数，根据所述判定系数确定所述竖直棒的最佳高度；根据所述竖直棒的最佳高度计算所述杆塔间隙放电模型的操作冲击电压下50％放电电压，所述杆塔间隙放电模型的操作冲击电压下50％放电电压即为所述特高压直流输电系统的操作冲击电压下50％放电电压。与现有技术相比，本专利技术公开的杆塔间隙操作冲击电压下50％放电电压计算方法，首先获取所述特高压直流输电系统中导线和杆塔之间的第一间隙路径上的若干个第一数据点，获取每一所述第一数据点的电位，再获取杆塔间隙放电模型中模拟导线到竖直棒之间的第二间隙路径上的若干个第二数据点，并获取在竖直棒不同高度下每一第二数据点的电位；然后根据第一数据点的电位和第二数据点的电位，计算导线-杆塔的电位分布与模拟导线-竖直棒的电位分布之间的判定系数，并根据所述判定系数确定所述竖直棒的最佳高度；最后根据所述竖直棒的最佳高度计算杆塔间隙放电模型的操作冲击电压下50％放电电压。解决了现有技术由于特高压输电线路杆塔高、塔头尺寸大、导线分裂数多、绝缘子串长度长、片数多、吨位大等原因，导致在试验室进行模拟需要耗费大量的人力、物力以及时间的问题。能有效模拟导线-杆塔间隙放电电压的过程，节省时间和降低成本。作为上述方案的改进，所述根据所述第一数据点的电位和所述第二数据点的电位，计算导线-杆塔的电位分布与在所述竖直棒不同高度下模拟导线-竖直棒的电位分布之间的判定系数，包括：计算所述第一数据点的电位的平均值VCTAVG：其中，i＝1,2,…,n；n为所述第一数据点的个数；VCTi为第i个所述第一数据点的电位；计算所述第一数据点的电位的总平方和SStot：计算所述第一数据点的电位和所述第二数据点的电位的残差平方和SSres：其中，i＝1,2,…,n；VCTi为第i个所述第二数据点的电位；计算所述判定系数R2:作为上述方案的改进，所述根据所述判定系数确定所述竖直棒的最佳高度，包括：取所述判定系数为最大值时对应的所述竖直棒的高度为最佳高度。作为上述方案的改进，所述根据所述竖直棒的最佳高度计算所述杆塔间隙放电模型的操作冲击电压下50％放电电压，包括：U＝KCR*500*d0.6公式(5)；其中，U为所述杆塔间隙放电模型的操作冲击电压下50％放电电压；KCR为所述模拟导线与所述竖直棒的间隙系数；KCP所述模拟导线与所述平面导体的间隙系数，一般取1.15；HR为所述竖直棒的高度；HCR为所述导线与所述平面导体之间的距离；N为导线分裂子导线数目，一般为6；d为所述第二间隙路径。为实现上述目的，本专利技术实施例还提供了一种杆塔间隙操作冲击电压下50％放电电压计算系统，适用于特高压直流输电系统，包括：第一数据点电位获取单元，用于获取所述特高压直流输电系统中导线和杆塔之间的第一间隙路径上的若干个第一数据点，获取每一所述第一数据点的电位；杆塔间隙放电模型获取单元，用于获取杆塔间隙放电模型，所述杆塔间隙放电模型包括模拟导线、竖直棒和平面导体，所述模拟导线到所述竖直棒之间的第二间隙路径与所述第一间隙路径相等；第二数据点电位获取单元，用于获取所述第二间隙路径上的若干个第二数据点，获取在所述竖直棒不同高度下每一所述第二数据点的电位；其中，所述第一数据点的个数与所述第二数据点的个数相等；判定系数获取单元，用于根据所述第一数据点的电位和所述第二数据点的电位，计算导线-杆塔的电位分布与在所述竖直棒不同高度下模拟导线-竖直棒的电位分布之间的判定系数；竖直棒最佳高度确定单元，用于根据所述判定系数确定所述竖直棒的最佳高度；放电电压计算单元，用于根据所述竖直棒的最佳高度计算所述杆塔间隙放电模型的操作冲击电压下50％放电电压，所述杆塔间隙放电模型的操作冲击电压下50％放电电压即为所述特高压直流输电系统的操作冲击电压下50％放电电压。与现有技术相比，本专利技术公开的杆塔间隙操作冲击电压下50％放电电压计算系统，首先获取所述特高压直流输电系统中导线和杆塔之间的第一间隙路径上的若干个第一数据点，通过第一数据点电位获取单元获取每一所述第一数据点的电位，再获取杆塔间隙放电模型中模拟导线到竖直棒之间的第二间隙路径上的若干个第二数据点，第二数据点电位获取单元获取在竖直棒不同高度下每一第二数据点的电位；然后判定系数获取单元根据第一数据点的电位和第二数据点的电位，计算导线-杆塔的电位分布与模拟导线-竖直棒的电位分布之间的判定系数，竖直棒最佳高度确定单元根据所述判定系数确定所述竖直棒的最佳高度；最后放电电压计算单元根据所述竖直棒的最佳高度计算杆塔间隙放电模型的操作冲击电压下50％放电电压。解决了现有技术由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种杆塔间隙操作冲击电压下50％放电电压计算方法，其特征在于，适用于特高压直流输电系统，包括：获取所述特高压直流输电系统中导线和杆塔之间的第一间隙路径上的若干个第一数据点，获取每一所述第一数据点的电位；获取杆塔间隙放电模型，所述杆塔间隙放电模型包括模拟导线、竖直棒和平面导体，所述模拟导线到所述竖直棒之间的第二间隙路径与所述第一间隙路径相等；获取所述第二间隙路径上的若干个第二数据点，获取在所述竖直棒不同高度下每一所述第二数据点的电位；其中，所述第一数据点的个数与所述第二数据点的个数相等；根据所述第一数据点的电位和所述第二数据点的电位，计算导线‑杆塔的电位分布与在所述竖直棒不同高度下模拟导线‑竖直棒的电位分布之间的判定系数，根据所述判定系数确定所述竖直棒的最佳高度；根据所述竖直棒的最佳高度计算所述杆塔间隙放电模型的操作冲击电压下50％放电电压，所述杆塔间隙放电模型的操作冲击电压下50％放电电压即为所述特高压直流输电系统的操作冲击电压下50％放电电压。

【技术特征摘要】
1.一种杆塔间隙操作冲击电压下50％放电电压计算方法，其特征在于，适用于特高压直流输电系统，包括：获取所述特高压直流输电系统中导线和杆塔之间的第一间隙路径上的若干个第一数据点，获取每一所述第一数据点的电位；获取杆塔间隙放电模型，所述杆塔间隙放电模型包括模拟导线、竖直棒和平面导体，所述模拟导线到所述竖直棒之间的第二间隙路径与所述第一间隙路径相等；获取所述第二间隙路径上的若干个第二数据点，获取在所述竖直棒不同高度下每一所述第二数据点的电位；其中，所述第一数据点的个数与所述第二数据点的个数相等；根据所述第一数据点的电位和所述第二数据点的电位，计算导线-杆塔的电位分布与在所述竖直棒不同高度下模拟导线-竖直棒的电位分布之间的判定系数，根据所述判定系数确定所述竖直棒的最佳高度；根据所述竖直棒的最佳高度计算所述杆塔间隙放电模型的操作冲击电压下50％放电电压，所述杆塔间隙放电模型的操作冲击电压下50％放电电压即为所述特高压直流输电系统的操作冲击电压下50％放电电压。2.如权利要求1所述的杆塔间隙操作冲击电压下50％放电电压计算方法，其特征在于，所述根据所述第一数据点的电位和所述第二数据点的电位，计算导线-杆塔的电位分布与在所述竖直棒不同高度下模拟导线-竖直棒的电位分布之间的判定系数，包括：计算所述第一数据点的电位的平均值VCTAVG：其中，i＝1,2,…,n；n为所述第一数据点的个数；VCTi为第i个所述第一数据点的电位；计算所述第一数据点的电位的总平方和SStot：计算所述第一数据点的电位和所述第二数据点的电位的残差平方和SSres：其中，i＝1,2,…,n；VCTi为第i个所述第二数据点的电位；计算所述判定系数R2:3.如权利要求2所述的杆塔间隙操作冲击电压下50％放电电压计算方法，其特征在于，所述根据所述判定系数确定所述竖直棒的最佳高度，包括：取所述判定系数为最大值时对应的所述竖直棒的高度为最佳高度。4.如权利要求1所述的杆塔间隙操作冲击电压下50％放电电压计算方法，其特征在于，所述根据所述竖直棒的最佳高度计算所述杆塔间隙操作冲击电压下50％放电模型的放电电压，包括：U＝KCR*500*d0.6公式(5)；其中，U为所述杆塔间隙放电模型的操作冲击电压下50％放电电压；KCR为所述模拟导线与所述竖直棒的间隙系数；KCP所述模拟导线与所述平面导体的间隙系数，一般取1.15；HR为所述竖直棒的高度；HCR为所述导线与所述平面导体之间的距离；N为导线分裂子导线数目，一般为...

【专利技术属性】
技术研发人员：项阳，王卫，刘磊，马义刚，李敏，刘世增，厉天威，冯小晓，唐力，高晗，胡宗华，张华晟，郑凇铭，赵庆州，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局，南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：云南,53