【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力避雷器，尤其涉及一种避雷器电阻片等效持续运行电压的计算方法和系统。
技术介绍
1、对于使用基于晶闸管换流阀(lcc)的常规直流工程，其交流侧通常需要安装大量的交流滤波器组，如图1所示，图1为某直流工程交流滤波器配置结构，其中，交流500kv母线配置4大组、15小组交流滤波器，交流滤波器又分成a、b、c三种类型，每种类型结构如图1所示，其中，c为电容器、l为电抗器、r为电阻器、fac为避雷器。
2、交流滤波器组中的避雷器起到保护低压元件的作用，合理的交流滤波器组的避雷器配置方案既需要保证避雷器长期持续运行时的稳定性，也要保证避雷器在承受暂态过电压时有足够的保护能力(满足保护要求的残压以及通流能量水平)。其中，避雷器长期持续运行过程中，需要承受交流滤波器元件上的谐波电压，该电压包含多次谐波分量的叠加，谐波频率分布通常集中在2～50次。
3、为验证避雷器长期承受运行电压的热稳定性，在避雷器型式试验中需要进行长期稳定性试验，试验中需要将避雷器电阻片加热至115℃，在电阻片端间施加长期运行电压，并持续1000小时，测量试验过程中电阻片上的功耗，获得功耗时间曲线，并判定是否通过长期运行电压试验。
4、目前，由于受到试验电源技术限制，避雷器在长期运行电压试验中使用的只能是交流工频或直流电压波形，因此，各电阻片在交流/直流下的长期稳定性试验数据均容易获得，目前国内主流避雷器生产厂家的电阻片产品均具备交流工频0.95荷电率下的长期运行稳定性。但对于滤波器中的避雷器，需要对避雷器电阻片在多次谐波
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种避雷器电阻片等效持续运行电压的计算方法和系统，解决了对避雷器电阻片在多次谐波电压叠加下的长期稳定性验证时，试验电源难以产生相应的等效持续运行电压波形，从而导致长期稳定性验证精度较差，并容易造成误判的技术问题。
2、有鉴于此，本专利技术第一方面提供了一种避雷器电阻片等效持续运行电压的计算方法，包括以下步骤：
3、根据交流滤波器的避雷器的稳态电压谐波频谱形成避雷器在多次谐波电压叠加下的谐波电压波形图；
4、根据所述谐波电压波形图确定每个时间点对应的电压幅值，根据所述电压幅值以及避雷器的参考电压确定避雷器的荷电率；
5、根据所述避雷器的荷电率以及所述避雷器内电阻片的参考电压确定所述避雷器内电阻片的电压峰值，并绘制电阻片在主频段谐波下的电压峰值时间分布图；
6、基于电阻片在主频段谐波下的电压峰值时间分布图对所述避雷器内电阻片依次施加主频段谐波下的电压峰值，得到主频段谐波下的电压峰值在所述电阻片上产生的总测试功耗；
7、对所述电阻片施加工频电压并调整所述工频电压的幅值至所述电阻片的实际功耗达到所述总测试功耗时，停止调整所述工频电压的幅值并确定相应的工频电压为避雷器内电阻片的等效持续运行电压。
8、优选地，所述根据交流滤波器的避雷器的稳态电压谐波频谱形成避雷器在多次谐波电压叠加下的谐波电压波形图的步骤具体包括：
9、获取交流滤波器的避雷器的稳态电压谐波频谱信息；
10、根据所述交流滤波器的避雷器的稳态电压谐波频谱信息，通过余弦函数确定避雷器在各次谐波电压下分别对应的谐波波形信号，其中，所述余弦函数为：
11、
12、式中，y表示电压峰值，a表示谐波电压，表示电压幅值，f表示谐波频率，t表示时间；
13、将避雷器在各次谐波电压下分别对应的谐波波形信号进行线性叠加，根据叠加结果绘制避雷器在多次谐波电压叠加下的谐波电压波形图。
14、优选地，所述根据所述避雷器的荷电率以及所述避雷器内电阻片的参考电压确定所述避雷器内电阻片的电压峰值，并绘制电阻片在主频段谐波下的电压峰值时间分布图的步骤具体包括：
15、根据所述避雷器的荷电率以及所述避雷器内电阻片的参考电压确定所述避雷器内电阻片在主频段谐波下的电压幅值；
16、将所述避雷器内单个电阻片在主频段谐波下的电压幅值按照幅值比例大小划分为多个阶梯电压范围，并确定各阶梯电压范围的电压峰值和所占的时间占比；
17、根据所述避雷器内单个电阻片在主频段谐波下的各阶梯电压范围的电压峰值和所占的时间占比绘制电阻片在主频段谐波下的电压峰值时间阶梯状分布图。
18、优选地，基于电阻片在主频段谐波下的电压峰值时间分布图对所述避雷器内电阻片依次施加主频段谐波下的电压峰值，得到主频段谐波下的电压峰值在所述电阻片上产生的总测试功耗的步骤具体包括：
19、根据电阻片的主频段谐波下的电压峰值时间分布图确定主频段谐波下各个阶梯电压范围内的电压峰值以及各个阶梯电压范围所占的时间占比；
20、按照各个阶梯电压范围所占的时间占比对所述避雷器内电阻片依次施加主频段谐波下各个阶梯电压范围内的电压峰值，分别测量主频段谐波下各个阶梯电压范围内的电压峰值在电阻片上产生的功耗，并通过下式计算总测试功耗为：
21、
22、式中，p表示总测试功耗，n表示阶梯电压范围的序号，a表示阶梯电压范围的个数，wn为第n个阶梯电压范围内的电压峰值在电阻片上产生的能量损耗，t为工频周期，pn为第n个阶梯电压范围内的电压峰值在电阻片上产生的功耗测量值，tn为第n个阶梯电压范围所占的时间值。
23、优选地，所述根据所述避雷器的荷电率以及所述避雷器内电阻片的参考电压确定所述避雷器内电阻片的电压峰值，并绘制电阻片在主频段谐波下的电压峰值时间分布图的步骤之前，还包括：
24、根据交流滤波器的避雷器的稳态电压谐波频谱确定各次谐波电压幅值所占的比重；
25、对各次谐波电压所占的比重进行比较，筛选出谐波电压幅值所占的比重最高的谐波次数作为主频段谐波。
26、优选地，所述对所述电阻片施加工频电压并调整所述工频电压的幅值至所述电阻片的实际功耗达到所述总测试功耗时，停止调整所述工频电压的幅值并确定相应的工频电压为避雷器内电阻片的等效持续运行电压的步骤之后，还包括：
27、根据所述避雷器内电阻片的等效持续运行电压和避雷器内电阻片的参考电压确定避雷器内电阻片的等效荷电率；
28、将所述避雷器内电阻片的等效荷电率与预设的最大荷电率阈值进行比较，若所述避雷器内电阻片的等效荷电率大于所述预设的最大荷电率阈值，则判定所述避雷器内电阻片的谐波老化能力较差。
29、第二方面，本专利技术还提供了一种避雷器电阻片等效持续运行电压的计算系统，包括：
30、谐波波形绘制模块，用于根据交流滤波器的避雷器的稳态电压谐波频谱形成避雷器在多次谐波电压叠加下的谐波电压波形图；
31、荷电率计算模块，用于根据所述谐波电压波形图确定每个时间点对应的电压幅值，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种避雷器电阻片等效持续运行电压的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的避雷器电阻片等效持续运行电压的计算方法，其特征在于，所述根据交流滤波器的避雷器的稳态电压谐波频谱形成避雷器在多次谐波电压叠加下的谐波电压波形图的步骤具体包括：
3.根据权利要求1所述的避雷器电阻片等效持续运行电压的计算方法，其特征在于，所述根据所述避雷器的荷电率以及所述避雷器内电阻片的参考电压确定所述避雷器内电阻片的电压峰值，并绘制电阻片在主频段谐波下的电压峰值时间分布图的步骤具体包括：
4.根据权利要求3所述的避雷器电阻片等效持续运行电压的计算方法，其特征在于，基于电阻片在主频段谐波下的电压峰值时间分布图对所述避雷器内电阻片依次施加主频段谐波下的电压峰值，得到主频段谐波下的电压峰值在所述电阻片上产生的总测试功耗的步骤具体包括：
5.根据权利要求4所述的避雷器电阻片等效持续运行电压的计算方法，其特征在于，所述根据所述避雷器的荷电率以及所述避雷器内电阻片的参考电压确定所述避雷器内电阻片的电压峰值，并绘制电阻片在主频段谐波下的电压峰值时间
6.根据权利要求1所述的避雷器电阻片等效持续运行电压的计算方法，其特征在于，所述对所述电阻片施加工频电压并调整所述工频电压的幅值至所述电阻片的实际功耗达到所述总测试功耗时，停止调整所述工频电压的幅值并确定相应的工频电压为避雷器内电阻片的等效持续运行电压的步骤之后，还包括：
7.一种避雷器电阻片等效持续运行电压的计算系统，其特征在于，包括：
8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器；
9.一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法。
10.一种计算机程序产品，包括至少一个计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质具有存储在其中的计算机可执行程序代码指令，所述计算机可执行程序代码包括：
...【技术特征摘要】
1.一种避雷器电阻片等效持续运行电压的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的避雷器电阻片等效持续运行电压的计算方法，其特征在于，所述根据交流滤波器的避雷器的稳态电压谐波频谱形成避雷器在多次谐波电压叠加下的谐波电压波形图的步骤具体包括：
3.根据权利要求1所述的避雷器电阻片等效持续运行电压的计算方法，其特征在于，所述根据所述避雷器的荷电率以及所述避雷器内电阻片的参考电压确定所述避雷器内电阻片的电压峰值，并绘制电阻片在主频段谐波下的电压峰值时间分布图的步骤具体包括：
4.根据权利要求3所述的避雷器电阻片等效持续运行电压的计算方法，其特征在于，基于电阻片在主频段谐波下的电压峰值时间分布图对所述避雷器内电阻片依次施加主频段谐波下的电压峰值，得到主频段谐波下的电压峰值在所述电阻片上产生的总测试功耗的步骤具体包括：
5.根据权利要求4所述的避雷器电阻片等效持续运行电压的计算方法，其特征在于，所述根据所述避雷器的荷电率以及所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐迪臻，辛清明，赵晓斌，秦康，卢毓欣，郭龙，李欢，冯俊杰，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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