一种基于架空输电线路历史数据的过电压改善方法技术

本发明专利技术公开了一种基于架空输电线路历史数据的过电压改善方法，其主要特点在于，该发明专利技术基于历史数据选取所述输电线路的闪络频发段，根据线路换位方式、杆塔的结构尺寸，以及输电线路选用的导线和架空地线的型号及其结构尺寸，利用电磁暂态分析来计算线路零序和正序的电阻、电感，和电容，并进而综合多种运行方式下的过电压计算，提出一种用于改善过电压的方法，使得有的放矢地调用相应的策略，从而有利于实现线路差异化设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电网输电线路
，涉及一种架空输电线路的过电压改善方法。
技术介绍
近年来，电网内各电压等级的输电线路尤其是西北电网多次发生绝缘子闪络跳闸事故，对电网供电可靠性造成了重大影响，经济损失很大；据闪络事故分析，绝缘子表面聚集的污秽是引起闪络的主要原因之一，鉴于污秽的随机性、易变性和多影响因素特点，因此线路过电压的计算就显得特别重要。对于高海拔、长距离、跨越地域复杂的输电线路的类似研究成果很少，截至目前还没有一套完整、合理的过电压改善方法以有效应对输电线路绝缘子闪络事故，输电线路的运行存在着重大的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于如何有效利用架空输电线路历史数据，包括闪络数据和稳态数据，提出一种用于改善过电压的方法，使得有的放矢地调用相应的策略，从而有利于实现线路差异化设计。本专利技术公开了，其特征在于 ①基于历史数据选取所述输电线路的闪络频发段，根据线路换位方式、杆塔的结构尺寸，以及输电线路选用的导线和架空地线的型号及其结构尺寸，利用电磁暂态分析来计算线路零序和正序的电阻、电感，和电容； ②计算电源的参数，包括线路输送容量、负荷侧功率因数、变电站的三相和单相短路电流，以及变电站等值正序阻抗和等值负序阻抗； ③如果线路首末两端安装有高压并联电抗器，那么获取并联电抗器参数，包括额定电压、额定容量，以及运行时补偿度； ④获取断路器参数，包括断路器合闸电阻、接入时间、合闸三相不同期时间上限值，以及分闸三相不同期时间上限值； ⑤获取线路中的避雷器参数； ⑥计算工频稳态电压基准值、工频过电压基准值，以及操作过电压基准值； ⑦基于历史数据，计算线路正常稳态运行时、输电线路首末段正常运行时稳态相-地电压以及稳态相-相电压，并且计算线路相-地电压沿线分布和线路相-相电压沿线分布； ⑧在完成前述各步骤的基础上，仿真计算工频过电压、操作过电压，以及雷电过电压； ⑨根据前述各步骤计算结果，工作人员执行适当的过电压改善策略。具体实施例方式本专利技术公开了，其特征在于 ①基于历史数据选取所述输电线路的闪络频发段，根据线路换位方式、杆塔的结构尺寸，以及输电线路选用的导线和架空地线的型号及其结构尺寸，利用电磁暂态分析来计算线路零序和正序的电阻、电感，和电容； ②计算电源的参数，包括线路输送容量、负荷侧功率因数、变电站的三相和单相短路电流，以及变电站等值正序阻抗和等值负序阻抗； ③如果线路首末两端安装有高压并联电抗器，那么获取并联电抗器参数，包括额定电压、额定容量，以及运行时补偿度； ④获取断路器参数，包括断路器合闸电阻、接入时间、合闸三相不同期时间上限值，以及分闸三相不同期时间上限值； ⑤获取线路中的避雷器参数； ⑥计算工频稳态电压基准值、工频过电压基准值，以及操作过电压基准值； ⑦基于历史数据，计算线路正常稳态运行时、输电线路首末段正常运行时稳态相-地电压以及稳态相-相电压，并且计算线路相-地电压沿线分布和线路相-相电压沿线分布； ⑧在完成前述各步骤的基础上，仿真计算工频过电压、操作过电压，以及雷电过电压； ⑨根据前述各步骤计算结果，工作人员执行适当的过电压改善策略。基于上述实施例，本领域技术人员能够完整了解其技术路径，该技术方案的特点在于从历史数据出发，有效利用历史数据，形成了一个完备的、能够使得工作人员有的放矢地调用或执行相应过电压改善策略的方法。上述实施例创新性在于地将诸多参数、沿线分布和多种过电压计算进行结合，从而形成了不同于现有技术的、尽可能包含多种参数的过电压改善方法，有利于工作人员综合考虑常规各种性质的过电压改善策略以针对性的应对具体情况。该技术方案通过各步骤的衔接形成了一个完整的、有机的技术方案用于解决技术中的实际问题，从而能够高效解决线路的安全性问题，特别是过电压方面的已有问题和潜在问题。在另一个实施例中，上述第9步的过电压改善策略包括以下策略中的任一或者其组合改变并联电抗器配置参数、改变断路器配置参数、改变绝缘子爬距或片数、改善绝缘子性能、减小杆塔接地电阻、减小地线保护角、加装线路避雷器、加强地线屏蔽、增设旁路地线，增设耦合地线。本领域技术人员不难发现，此处的实施例目的在于依据具体的计算结果，细化备选的过电压改善策略，比如合理配置避雷器。在另一个实施例中，上述第8步中，工频过电压的计算包括以下多种运行方式下的沿线电压分布断路器三相对称分闸的运行方式、线路末端发生单相接地的运行方式、线路末端发生两相接地的运行方式、线路末端发生两相相间短路。就该实施例而言，其目的在于细化工频过电压的计算所涉及的更下位、更具体的运行方式下的沿线电压分布。就该实施例而言，其综合考虑了多种因素，并通过结合长期运行的历史数据数据，从而得出特定多种运行方式下输电线路的过电压特性。在另一个实施例中，上述第8步中，操作过电压的计算包括以下多种操作方式下的过电压计算三相断路器不同期合闸操作方式下的过电压计算、单相断路器重合闸操作方式下的过电压计算、三相断路器不同期分闸操作方式下的过电压计算、带单相接地三相断路器不同期分闸操作方式下的过电压计算。就该实施例而言，其目的在于细化操作过电压的计算所涉及的更下位、更具体的运行方式下的过电压计算。在另一个实施例中，上述三相断路器不同期合闸操作方式下的过电压计算包括三相不同期合闸操作统计过电压计算、三相不同期合闸操作最大过电压计算。就该实施例而言，其目的在于细化三相断路器不同期合闸操作方式下的过电压计算。在另一个实施例中，上述单相断路器重合闸操作方式下的过电压计算包括2%单相重合闸操作最大统计过电压计算、单相重合闸操作最大过电压计算。就该实施例而言，其目的在于细化单相断路器重合闸操作方式下的过电压计算。在另一个实施例中，上述三相断路器不同期分闸操作方式下的过电压计算包括2%三相不同期分闸操作最大统计过电压计算、三相不同期分闸操作最大过电压计算。就该实施例而言，其目的在于细化三相断路器不同期分闸操作方式下的过电压计算。在另一个实施例中，上述带单相接地三相断路器不同期分闸操作方式下的过电压计算包括2%带接地故障三相断路器不同期分闸操作最大统计过电压、带接地故障三相断路器不同期分闸操作最大过电压计算。就该实施例而言，其目的在于细化带单相接地三相断路器不同期分闸操作方式下的过电压计算。在另一个实施例中，上述第8步中，雷电过电压的计算包括依据海拔和所处地区历史雷暴数据计算年雷暴日。就该实施例而言，其目的在于有效利用一定海拔条件下的历史雷暴数据，以改善雷电过电压的计算。这种技术方案对于海拔变化范围大的线路更有益。在另一个实施例中，上述第8步中，雷电过电压的计算包括参考上述年雷暴日，进行雷电反击计算和雷电绕击计算。就该实施例而言，其目的在于基于海拔、历史数据，进一步细化雷电过电压的计算。在另一个实施例中，雷电反击计算中的杆塔采用多波阻抗模型。就该实施例而言，其目的在于具体选择雷电反击计算中的杆塔模型。其中，雷电绕击计算中的杆塔采用猫头杆塔模型。就该实施例而言，其目的在于具体选择雷电绕击计算中的杆塔模型。当然，对于以上各个实施例的多种运行方式，究其原因，无论是从已有理论还是实践经验的角度讲，其与实际中的过电压可能引起的故障有关，因此本专利技术的实施例所涉及的仿真计本文档来自技高网...

【技术保护点】
.一种基于架空输电线路历史数据的过电压改善方法，其特征在于：(1)基于历史数据选取所述输电线路的闪络频发段，根据线路换位方式、杆塔的结构尺寸，以及输电线路选用的导线和架空地线的型号及其结构尺寸，利用电磁暂态分析来计算线路零序和正序的电阻、电感，和电容；(2)计算电源的参数，包括：线路输送容量、负荷侧功率因数、变电站的三相和单相短路电流，以及变电站等值正序阻抗和等值负序阻抗；(3)如果线路首末两端安装有高压并联电抗器，那么获取并联电抗器参数，包括：额定电压、额定容量，以及运行时补偿度；(4)获取断路器参数，包括：断路器合闸电阻、接入时间、合闸三相不同期时间上限值，以及分闸三相不同期时间上限值；(5)获取线路中的避雷器参数；(6)计算工频稳态电压基准值、工频过电压基准值，以及操作过电压基准值；(7)基于历史数据，计算线路正常稳态运行时、输电线路首末段正常运行时稳态相?地电压以及稳态相?相电压，并且计算线路相?地电压沿线分布和线路相?相电压沿线分布；(8)在完成前述各步骤的基础上，仿真计算工频过电压、操作过电压，以及雷电过电压；(9)根据前述各步骤计算结果，工作人员执行适当的过电压改善策略。

【技术特征摘要】
1..一种基于架空输电线路历史数据的过电压改善方法，其特征在于: (1)基于历史数据选取所述输电线路的闪络频发段，根据线路换位方式、杆塔的结构尺寸，以及输电线路选用的导线和架空地线的型号及其结构尺寸，利用电磁暂态分析来计算线路零序和正序的电阻、电感，和电容； (2)计算电源的参数，包括:线路输送容量、负荷侧功率因数、变电站的三相和单相短路电流，以及变电站等值正序阻抗和等值负序阻抗； (3)如果线路首末两端安装有高压并联电抗器，那么获取并联电抗器参数，包括:额定电压、额定容量，以及运行时补偿度； (4)获取断路器参数，包括:断路器合闸电阻、接入时间、合闸三相不同期时间上限值，以及分闸三相不同期时间上限值； (5)获取线路中的避雷器参数； (6)计算工频稳态电压基准值、工频过电压基准值，以及操作过电压基准值； (7)基于历史数据，计算线路正常稳态运行时、输电线路首末段正常运行时稳态相-地电压以及稳态相-相电压，并且计算线路相-地电压沿线分布和线路相-相电压沿线分布； (8)在完成前述各步骤的基础上，仿真计算工频过电压、操作过电压，以及雷电过电压； (9)根据前述各步骤计算结果，工作人员执行适当的过电压改善策略。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:上述第9步的过电压改善策略包括以下策略中的任一或者其组合:改变并联电抗器配置参数、改变断路器配置参数、改变绝缘子爬距或片数、改善绝缘子性能、减小杆塔接地电阻、减小地线保护角、加装线路避雷器、加强地线屏蔽、增设旁路地线，增设耦合地线。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:上述第8步中，工频过电压的计算包括以下多种运行方式下的沿线电压分布:断路器三相对称分闸...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭洁，项阳，温定筠，吕景顺，马建海，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：