特高压交流开关型可控避雷器一体结构及抗震校核方法技术

本发明专利技术提出了一种特高压交流开关型可控避雷器一体结构，包括：避雷器本体设置在避雷器支架上部的一侧，控制单元设置在避雷器支架上部的另一侧，避雷器本体和控制单元相对平行设置；避雷器本体包括固定元件和受控元件，将控制单元与受控元件进行并联；所述控制单元根据所述避雷器本体所处特高压系统的工况，控制所述受控单元与所述特高压系统的连接或断开，以限制所述特高压系统中的断路器合闸和重合闸时的操作过电压。本发明专利技术的有益效果在于，基于自适应运行条件变化的操作过电压柔性限制方法，设计避雷器一体化结构，通过在变电站线路侧安装可控避雷器，以及在线路中部安装常规避雷器相结合，深度降低特高压系统中的操作过电压。

【技术实现步骤摘要】
特高压交流开关型可控避雷器一体结构及抗震校核方法
本专利技术涉及避雷器
，具体而言，涉及一种特高压交流开关型可控避雷器一体结构及其抗震校核方法。
技术介绍
目前，在特高压输电系统中，空气间隙操作冲击放电电压的饱和特性更加显著，深度降低操作过电压水平对减小线路空气间隙有至关重要的作用。操作过电压从1.7p.u.下降到1.6p.u.，输电线路空气间隙就平均减小0.6m。此外，操作过电压水平对输变电设备的制造难度亦有一定影响，因此，深度降低操作过电压倍数十分必要。目前，降低操作过电压主要采取2种方案：1)金属氧化物避雷器和断路器加装合闸电阻联合使用。两者共同作用，可将系统的最大相对地2％统计操作过电压限制在1.6-1.7p.u.。但是，由于合闸电阻在运行可靠性和经济性方面仍存在较大不足，断路器加装合闸电阻后机构复杂，大幅增加断路器的运行风险，同时断路器加装合闸电阻后成本增加较多，电力系统运行部门和制造厂商均倾向于在系统条件允许的情况下，断路器不采用合闸电阻。2)当2个特高压变电站之间的线路较短时，将避雷器额定电压降低，也可以将系统操作过电压限制在1.6-1.7p.u.。例如，淮南—南京—上海交流特高压输电工程中的最短线路段——苏州-上海段的线路长度仅为60km，如果不采用断路器加装合闸电阻，仅采用金属氧化物避雷器，须将金属氧化物避雷器的额定电压从目前的828kV降至804kV(额定电压降低了3％)，避雷器的荷电率将从目前的0.77升高至0.79。但再长一点的线路，即使将避雷器额定电压降至804kV也无法满足要求。例如特高压交流输电线路长度为85.5km时，采用804kV的避雷器仅能将沿线过电压降至1.74p.u.，仍然无法满足要求，必须将避雷器的额定电压降至更低，甚至需降至762kV(额定电压降低了8％)才能满足要求。此时避雷器的长期运行荷电率将从目前的0.77升高至0.83，从而使避雷器电阻片在正常运行条件下的老化速度加快，可靠性裕度大幅降低。而且使用762kV避雷器的前提条件还必须是将系统工频过电压限制在母线侧1.2p.u.、线路侧1.3p.u.，使用条件极其受限。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提出了一种特高压交流开关型可控避雷器一体结构及其抗震校核方法，旨在解决开关型可控避雷器的不同结构及部件之间紧密配合，以提高开关型可控避雷器的结构强度和抗震强度的问题。一个方面，本专利技术提出了一种特高压交流开关型可控避雷器一体结构，包括：避雷器本体设置在避雷器支架的一侧，控制单元设置在所述避雷器支架的另一侧，所述避雷器本体和所述控制单元相对平行设置；避雷器本体包括固定元件和受控元件，将所述控制单元与所述受控元件进行并联；所述控制单元根据所述避雷器本体所处特高压系统的工况，控制所述受控单元与所述特高压系统的连接或断开，以限制所述特高压系统中的断路器合闸和重合闸时的操作过电压。进一步地，在所述控制单元所在一侧的所述避雷器支架的上部，设置一控制单元检修平台。进一步地，所述控制单元包括一控制开关，所述控制开关与所述受控元件通过连接件连接。进一步地，所述控制开关设置在所述控制单元检修平台上。进一步地，所述受控元件和固定元件沿竖直方向设置，所述受控元件设置在所述固定元件的正下方。进一步地，将所述受控单元的下侧与所述避雷器支架连接。进一步地，所述避雷器支架的高度可调节。另一方面，本专利技术还提出了一种特高压交流开关型可控避雷器一体结构的抗震校核方法，包括：步骤1：建立开关型可控避雷器一体结构的抗震烈度计算模型；步骤2：将预设抗震计算条件输入至所述抗震烈度计算模型，所述抗震烈度计算模型输出抗震计算结果；步骤3：判断所述抗震计算结果是否满足预设规范要求。进一步地，所述预设抗震计算条件中的地震输入反应谱为标准反应谱，所述预设抗震计算条件中的地震输入加速度峰值与抗震设防烈度相对应。进一步地，所述预设抗震计算条件还包括：地震组合工况、大风工况和大风工况对应的基本风压。本专利技术的有益效果在于，本专利技术所述的避雷器一体结构，是基于自适应运行条件变化的操作过电压柔性限制方法，设计的一种避雷器一体结构，通过在变电站线路侧安装可控避雷器，以及在线路中部安装常规避雷器相结合，深度降低特高压系统中的操作过电压，从而取消断路器合闸电阻，降低了特高压系统中的断路器加装合闸电阻后的机构复杂，极大地简化了特高压断路器结构；同时，通过取消合闸电阻的设置，还大幅增加了断路器的运行安全性，降低了变电站的运营及维护成本。进一步地，通过将避雷器本体和控制单元同时设置在避雷器支架上，并使得避雷器本体和控制单元之间紧密连接，同时将避雷器本体和控制单元与避雷器支架进行牢靠连接，极大地提高了避雷器一体结构的结构强度，以及提高了开关型可控避雷器的抗震强度。另一方面，本专利技术还提出了一种可控避雷器一体结构的抗震校核方法，通过对避雷器一体结构进行抗震校核，获取避雷器一体结构的抗震设防烈度等级数据，从而验证避雷器一体结构的抗震性能。同时，通过对避雷器本体和控制开关的各部分进行抗震性能校验，判断避雷器本体和控制开关是否符合抗震规范要求，并根据抗震校核结果，对相应不符合规范要求的部件或整体进行相应的减震操作，以增加可控避雷器一体结构的抗震性能，从而提高了可控避雷器一体结构的运行安全性能。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的开关型可控避雷器原理图；图2为本专利技术实施例提供的避雷器本体结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的控制开关的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的第一开关型可控避雷器一体结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的第二开关型可控避雷器一体结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的开关型可控避雷器一体结构抗震烈度计算模型示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。本实施例提供了一种特高压交流开关型可控避雷器分体结构设计方法，包括：避雷器本体1设置在避雷器支架2上，控制单元设置在控制单元支架30上，避雷器支架2与所述控制单元支架30相对平行设置；避雷器本体1包括固定元件11和受控元件12，将所述控制单元与所述受控元件12进行并联；所述控制单元根据所述避雷器本体1所处特高压系统的工况，控制所述受控元件12与所述特高压系统的连接或断开，以限制所述特高压系统中的断路器合闸和重合闸时的操作过电压。具体而言，控制单元包括一控制开关3，控制开关3与受控元件12通过连接件15连接。所述控制开关3设置在所述控制单元支架30上。连接件15包括铝板，还可以为其他能够使控制开关3与受控元件12连接的金属件。具体而言，所述受控元件12和固定元件11沿竖直方向设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特高压交流开关型可控避雷器一体结构，其特征在于，包括：避雷器本体设置在避雷器支架上部的一侧，控制单元设置在所述避雷器支架上部的另一侧，所述避雷器本体和所述控制单元相对平行设置；避雷器本体包括固定元件和受控元件，将所述控制单元与所述受控元件进行并联；所述控制单元根据所述避雷器本体所处特高压系统的工况，控制所述受控单元与所述特高压系统的连接或断开，以限制所述特高压系统中的断路器合闸和重合闸时的操作过电压。

【技术特征摘要】
1.一种特高压交流开关型可控避雷器一体结构，其特征在于，包括：避雷器本体设置在避雷器支架上部的一侧，控制单元设置在所述避雷器支架上部的另一侧，所述避雷器本体和所述控制单元相对平行设置；避雷器本体包括固定元件和受控元件，将所述控制单元与所述受控元件进行并联；所述控制单元根据所述避雷器本体所处特高压系统的工况，控制所述受控单元与所述特高压系统的连接或断开，以限制所述特高压系统中的断路器合闸和重合闸时的操作过电压。2.根据权利要求1所述的特高压交流开关型可控避雷器一体结构，其特征在于，在所述控制单元所在一侧的所述避雷器支架的上部，设置一控制单元检修平台。3.根据权利要求2所述的特高压交流开关型可控避雷器一体结构，其特征在于，所述控制单元包括一控制开关，所述控制开关与所述受控元件通过连接件连接。4.根据权利要求3所述的特高压交流开关型可控避雷器一体结构，其特征在于，所述控制开关设置在所述控制单元检修平台上。5.根据权利要求1所述的特高压交流开关型可控避雷器一体结构，其特征在于，所述受控元件和固定元件沿竖直方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈秀娟，陈维江，时卫东，葛栋，李金欣，卢智成，高坡，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11