多重雷下的断路器绝缘水平评估方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多重雷下的断路器绝缘水平评估方法及装置，所述方法包括：采集站内设备数据；根据所述站内设备数据在电磁暂态程序中建立绝缘水平评估仿真模型；在所述绝缘水平评估仿真模型中分别采用多重斜角波和多重双指数波对变电站进线段杆塔进行绕击和反击，获取两波形加权下的断路器最大绕击过电压水平和最大反击过电压水平；将所述最大绕击过电压水平和所述最大反击过电压水平进行结合，得到断路器最大雷电过电压水平；根据所述断路器最大雷电过电压水平以及断路器在所述最大雷电过电压水平下的故障率，确定所述断路器在多重雷击下的绝缘水平。本发明专利技术能够准确得到多重雷下的断路器绝缘水平，从而确保断路器的安全稳定运行。稳定运行。稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
多重雷下的断路器绝缘水平评估方法及装置


[0001]本专利技术涉及电力系统变电设备防雷领域，尤其涉及一种多重雷下的断路器绝缘水平评估方法及装置。

技术介绍

[0002]南方地区雷电活动频繁，据统计输电线路雷击跳闸率占线路跳闸总数的60％以上。根据雷电定位系统监测数据显示，雷击主放电后一般有多次后续回击，多重雷击一般是雷云对地放电时，雷云中存在多个电荷中心，在首个电荷中心发生对地放电后，后续电荷中心继续沿着前面的放电通道放电，多重雷击一般对变电站设备绝缘威胁更大，特别是雷雨季节，处于热备用的断路器极易出现断口绝缘损坏甚至爆炸等问题。目前，国家相关标准给出的变电站内断路器等设备的额定雷电冲击耐受水平都是针对单次雷击的，然而多重雷下的断路器断口雷电过电压水平要严峻得多，直接采用单次雷击下的断路器绝缘水平作为多重雷击下的断路器绝缘水平，显然不能确保断路器在雷雨季节安全可靠运行，甚至电网雷击跳闸发生事故的风险更大。
[0003]现有技术对于断路器在多重雷击下的绝缘水平无标准可参考，一些断路器虽然灭弧室干弧距离、爬距、触头开距等参数满足要求，但无法确定它是否满足多重雷击下的绝缘耐受要求。直接在断路器单次雷击下的绝缘水平基础上乘以绝缘配合系数可能导致断路器绝缘水平设计过大，造成设备绝缘投资成本过高，经济性较差。因此，如何合理确定多重雷下的断路器绝缘水平，对计算断路器的雷击故障率，并采取针对性防护措施，确保其安全稳定运行具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种多重雷下的断路器绝缘水平评估方法及装置，能够准确得到多重雷下的断路器绝缘水平，从而确保断路器的安全稳定运行。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种多重雷下的断路器绝缘水平评估方法，包括：
[0006]采集站内设备数据；其中，所述站内设备数据包括变电站进线段线路、杆塔、绝缘子串、变电站内主设备电气平面图及设备的相关参数；
[0007]根据所述站内设备数据在电磁暂态程序中建立绝缘水平评估仿真模型；
[0008]在所述绝缘水平评估仿真模型中分别采用多重斜角波和多重双指数波对变电站进线段杆塔进行绕击和反击，获取两波形加权下的断路器最大绕击过电压水平和最大反击过电压水平；
[0009]将所述最大绕击过电压水平和所述最大反击过电压水平进行结合，得到断路器最大雷电过电压水平；
[0010]根据所述断路器最大雷电过电压水平以及断路器在所述最大雷电过电压水平下
的故障率，确定所述断路器在多重雷击下的绝缘水平。
[0011]作为上述方案的改进，所述根据所述站内设备数据在电磁暂态程序中建立绝缘水平评估仿真模型，具体包括：
[0012]在电磁暂态程序中采用JMarti模型建立变电站进线段线路模型；
[0013]在电磁暂态程序中采用多波阻抗模型建立杆塔模型；
[0014]在电磁暂态程序中采用先导发展模型建立绝缘子串闪络模型；
[0015]在电磁暂态程序中采用定值电阻模型建立杆塔接地电阻模型；其中，所述定值电阻的阻值为工频电阻的预设倍数；
[0016]在电磁暂态程序中采用入口电容对站内设备进行等值模拟；
[0017]在电磁暂态程序中采用峰值模型建立工频电压模型；
[0018]在电磁暂态程序中采用斜角波和双指数波建立雷电流模型，并在所述雷电流模型中加入时控开关以控制雷电流的起止时间，模拟多重雷击；
[0019]将上述模型进行结合，建立绝缘水平评估仿真模型。
[0020]作为上述方案的改进，所述在所述绝缘水平评估仿真模型中分别采用多重斜角波和多重双指数波对变电站进线段杆塔进行绕击和反击，获取两波形加权下的断路器最大绕击过电压水平和最大反击过电压水平，具体包括：
[0021]在所述绝缘水平评估仿真模型中采用多重斜角波对变电站进线段杆塔进行绕击，得到断路器闭合运行时对应的最大绕击过电压U
xr1
，断路器断开运行时对应的最大绕击过电压U
xr2
；
[0022]在所述绝缘水平评估仿真模型中采用多重双指数波对变电站进线段杆塔进行绕击，得到断路器闭合运行时对应的最大绕击过电压U
sr1
，断路器断开运行时对应的最大绕击过电压U
sr2
；
[0023]根据断路器闭合运行时对应的最大绕击过电压U
xr1
和U
sr1
，及断路器断开运行时对应的最大绕击过电压U
xr2
和U
sr2
，获取两波形加权下的断路器最大绕击过电压水平；
[0024]在所述绝缘水平评估仿真模型中采用多重斜角波对变电站进线段杆塔进行反击，得到断路器闭合运行时对应的最大反击过电压U
xf1
，断路器断开运行时对应的最大反击过电压U
xf2
；
[0025]在所述绝缘水平评估仿真模型中采用多重双指数波对变电站进线段杆塔进行反击，得到断路器闭合运行时对应的最大反击过电压U
sf1
，断路器断开运行时对应的最大反击过电压U
sf2
；
[0026]根据断路器闭合运行时对应的最大反击过电压U
xf1
和U
sf1
，及断路器断开运行时对应的最大反击过电压U
xf2
和U
sf2
，获取两波形加权下的断路器最大反击过电压水平。
[0027]作为上述方案的改进，所述根据断路器闭合运行时对应的最大绕击过电压U
xr1
和U
sr1
，及断路器断开运行时对应的最大绕击过电压U
xr2
和U
sr2
，获取两波形加权下的断路器最大绕击过电压水平，具体包括：
[0028]根据断路器闭合运行时对应的最大绕击过电压U
xr1
和U
sr1
，获取两波形加权下断路器闭合运行时的最大绕击过电压水平为U
r0
＝k1U
xr1
+k2U
sr1
；其中，U
r0
为断路器闭合运行时的最大绕击过电压，k1、k2为过电压加权系数，0＜k1＜1，0＜k2＜1；
[0029]根据断路器断开运行时对应的最大绕击过电压U
xr2
和U
sr2
，获取两波形加权下断路
器断开运行时的最大绕击过电压水平为U
r1
＝k1U
xr2
+k2U
sr2
；其中，U
r1
为断路器断开运行时的最大绕击过电压。
[0030]作为上述方案的改进，所述根据断路器闭合运行时对应的最大反击过电压U
xf1
和U
sf1
，及断路器断开运行时对应的最大反击过电压U
xf2
和U
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多重雷下的断路器绝缘水平评估方法，其特征在于，包括：采集站内设备数据；其中，所述站内设备数据包括变电站进线段线路、杆塔、绝缘子串、变电站内主设备电气平面图及设备的相关参数；根据所述站内设备数据在电磁暂态程序中建立绝缘水平评估仿真模型；在所述绝缘水平评估仿真模型中分别采用多重斜角波和多重双指数波对变电站进线段杆塔进行绕击和反击，获取两波形加权下的断路器最大绕击过电压水平和最大反击过电压水平；将所述最大绕击过电压水平和所述最大反击过电压水平进行结合，得到断路器最大雷电过电压水平；根据所述断路器最大雷电过电压水平以及断路器在所述最大雷电过电压水平下的故障率，确定所述断路器在多重雷击下的绝缘水平。2.如权利要求1所述的多重雷下的断路器绝缘水平评估方法，其特征在于，所述根据所述站内设备数据在电磁暂态程序中建立绝缘水平评估仿真模型，具体包括：在电磁暂态程序中采用JMarti频率相关模型建立变电站进线段线路模型；在电磁暂态程序中采用多波阻抗模型建立杆塔模型；在电磁暂态程序中采用先导发展模型建立绝缘子串闪络模型；在电磁暂态程序中采用定值电阻模型建立杆塔接地电阻模型；其中，所述定值电阻的阻值为工频电阻的预设倍数；在电磁暂态程序中采用入口电容对站内设备进行等值模拟；在电磁暂态程序中采用峰值模型建立工频电压模型；在电磁暂态程序中采用斜角波和双指数波建立雷电流模型，并在所述雷电流模型中加入时控开关以控制雷电流的起止时间，模拟多重雷击；将上述模型进行结合，建立绝缘水平评估仿真模型。3.如权利要求1所述的多重雷下的断路器绝缘水平评估方法，其特征在于，所述在所述绝缘水平评估仿真模型中分别采用多重斜角波和多重双指数波对变电站进线段杆塔进行绕击和反击，获取两波形加权下的断路器最大绕击过电压水平和最大反击过电压水平，具体包括：在所述绝缘水平评估仿真模型中采用多重斜角波对变电站进线段杆塔进行绕击，得到断路器闭合运行时对应的最大绕击过电压U
xr1
，断路器断开运行时对应的最大绕击过电压U
xr2
；在所述绝缘水平评估仿真模型中采用多重双指数波对变电站进线段杆塔进行绕击，得到断路器闭合运行时对应的最大绕击过电压U
sr1
，断路器断开运行时对应的最大绕击过电压U
sr2
；根据断路器闭合运行时对应的最大绕击过电压U
xr1
和U
sr1
，及断路器断开运行时对应的最大绕击过电压U
xr2
和U
sr2
，获取两波形加权下的断路器最大绕击过电压水平；在所述绝缘水平评估仿真模型中采用多重斜角波对变电站进线段杆塔进行反击，得到断路器闭合运行时对应的最大反击过电压U
xf1
，断路器断开运行时对应的最大反击过电压U
xf2
；在所述绝缘水平评估仿真模型中采用多重双指数波对变电站进线段杆塔进行反击，得
到断路器闭合运行时对应的最大反击过电压U
sf1
，断路器断开运行时对应的最大反击过电压U
sf2
；根据断路器闭合运行时对应的最大反击过电压U
xf1
和U
sf1
，及断路器断开运行时对应的最大反击过电压U
xf2
和U
sf2
，获取两波形加权下的断路器最大反击过电压水平。4.如权利要求3所述的多重雷下的断路器绝缘水平评估方法，其特征在于，所述根据断路器闭合运行时对应的最大绕击过电压U
xr1
和U
sr1
，及断路器断开运行时对应的最大绕击过电压U
xr2
和U
sr2
，获取两波形加权下的断路器最大绕击过电压水平，具体包括：根据断路器闭合运行时对应的最大绕击过电压U
xr1
和U
sr1
，获取两波形加权下断路器闭合运行时的最大绕击过电压水平为U
r0
＝k1U
xr1
+k2U
sr1
；其中，U
r0
为断路器闭合运行时的最大绕击过电压，k1、k2为过电压加权系数，0＜k1＜1，0＜k2＜1；根据断路器断开运行时对应的最大绕击过电压U
xr2
和U
sr2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯瑞发，刘刚，廖民传，马御棠，屈路，胡上茂，贾磊，蔡汉生，钱国超，祁汭晗，张义，胡泰山，刘浩，梅琪，姚成，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：