[发明专利]特高压直流输电线路行波保护雷击动作边界值确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种边界值确定方法，特别是涉及一种特高压直流输电线路行波保护雷击动作边界值确定方法。

背景技术

行波保护是基于电流变化量ΔI、电压变化量ΔU以及电压变化率实现的一种线路保护。特高压直流输电线路确定后，其行波保护电压变化率定值也随之确定。特高压直流输电线路行波保护雷击动作边界值是指能令行波保护动作的最小雷电流幅值I，确定该值有利于提高特高压直流线路行波保护雷击可靠性。由于利用行波解析理论求解故障处雷电流参数的数学模型复杂，求解过程困难。目前获得该参数的手段是通过结合雷击特高压直流输电线路后线路末端的雷电录波、行波保护电压电流判据采样值以及保护动作信息分析得到。关于利用雷击线路数值仿真确定特高压直流输电线路行波保护雷击动作边界值的方法并未见有。

当前对于行波保护的雷击动作边界值确定主要依靠大量分析以往运行中遇到的雷击事件雷电录波及其行波保护采样信息、结合保护出口情况后，结合运行经验给定使行波保护动作的雷电流幅值I，且认为该值对于全线路发生雷击时均有效。

目前关于特高压直流输电线路雷击行波保护动作边界值的确定方法存在以下3个不足点：

1)决定行波保护动作的判据除了与雷电流幅值大小有关以外也与雷击点到保护安装处距离D相关，现有方法尚未提及该因素的影响。

2)由于雷电录波数据是经过行波色散及衰减后测量获得的，故目前方法所得行波保护雷击动作边界值I不能真实反映实际雷电流幅值大小。

3)用于雷击事件具有很大的随机性，由实际运行所得数据确定的边界值并不一定是能令行波保护动作的最小雷电流幅值。

综上原因，由目前方法获得的特高压直流输电线路行波保护雷击动作边界值描述上并不完整，数值上并不精确。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种数值准确的特高压直流输电线路行波保护雷击动作边界值确定方法。

本发明利用电磁暂态仿真软件进行特高压直流线路雷击仿真，根据获得所需数据进而确定特高压直流输电线路行波保护雷击动作边界值；本发明可根据实际需要选取线路上的参考点确定该点的行波保护雷击动作边界值I，对该值作了更完整的描述。本发明在事先确定雷电流幅值I的前提下进行特高压直流输电线路雷击仿真，可以将线路末端雷电录波数据与雷击时的雷电流幅值对应。本发明利用数值仿真方法可获得更连续的雷击数据，所确定的特高压直流输电线路行波保护雷击动作边界值更精确。

本发明目的通过如下技术方案实现：

1、特高压直流输电线路行波保护雷击动作边界值确定方法，包括如下步骤：

1)按照到行波保护安装处的距离由近到远，将特高压直流输电线路作用点分别标记为N₁、N₂…N_i…N_n，则各个作用点到行波保护安装处的距离为D₁、D₂…D_i…D_n；

2)在各作用点进行雷电流幅值分别为I₁、I₂…I_k…I_m的特高压直流输电线路雷击仿真，5kA≤I_i≤35kA，幅值间隔1‐5kA，i为1、2…m；记录每次仿真时线路末端的电压U_dl和线路末端安装的平波电抗器后侧的电流I_dl，点N_i的仿真数据记集合D_i＝{I₁(U_dl1,I_dl1)…I_m(U_dlm,I_dlm)}，I按照幅值从小到大排列；I₁(U_dl1,I_dl1)为作用点N₁处发生雷电流幅值分别为I₁时的线路末端的电压U_dl1和线路末端安装的平波电抗器后侧的电流I_dl1；如此类推；

3)计算作用点N_i在发生雷电流幅值为I_k情况下的行波保护电压变化率电压变化量ΔU_k、整流侧电流变化量ΔI_{dl_R_k}及逆变侧电流变化量ΔI_{dl_I_k}，并判断其出口情况；

所述行波保护电压变化率通过如下步骤得到：