[发明专利]超特高压输电工程线路直击导线的雷电流反演方法及系统

说明书

本发明设计实现了一种超特高压输电工程线路直击导线的雷电流反演方法及系统，通过建立仿真模型，完全模拟超特高压输电工程线路的实际运行情况，并在固定仿真模型的波阻抗参数、运行方式、雷击位置之后，通过本发明中涉及的反演方法由仿真模型下的仿真雷电流得出实际雷电流的波头时间和幅值。同时，根据实际线路中受到雷击后是否具有跳闸情况，在仿真模型上施加不同大小的仿真雷电流，节省了判断的时间。本发明中设计的反演方法易于操作实现，运算量低，且考虑到超特高压输电工程线路下变电站的运行方式、设备参数、雷击位置、雷电流的波头时间和幅值等各方面信息，可准确划定实际线路下雷电流参数，为后续工作日工便利。

技术领域

本发明属于电力系统中电网安全与防护应用领域，并且更具体地，涉及一种超特高压输电工程线路直击导线的雷电流反演方法及系统。

背景技术

我国超特高压输电工程架空线路雷击跳闸是影响电力系统安全稳定运行的主要原因。由于超特高压输电线路杆塔较高，遭受雷击的概率也较高，其雷击特性一直是研究热点和解决雷电防护的关键。据此，中国电力科学研究院研究开发了“超特高压GIS/HGIS输电工程架空线路故障识别定位系统”。该系统由安装在架空线路两端“GIS/HGIS变电站/开关站过电压监测装置系统”和安装在架空线路杆塔上的“线路杆塔雷电监测装置系统”组成，基于该系统能实现架空输电线路雷击电流监测和雷击故障识别功能。

目前，国内外知名科研机构均采用国际通用的先进的图形化电磁暂态计算程序ATP-EMTP进行计算研究雷电侵入波过电压。但研究过程中，均是选定了雷电波的波形和幅值、雷击点的位置，计算出变电站各设备上的最大过电压幅值，然后据此确定各设备的绝缘水平和裕度。可见，其研究目的是为了变电站设备的绝缘配合。而本发明实现的目的为根据变电站实测的雷电过电压波形反推雷击点的位置、雷电的幅值和波头时间。解决这个问题，当前并没有成熟的方法。

根据变电站雷电侵入波过电压仿真计算研究经验，变电站的运行方式和设备阻抗参数、线路长度和阻抗参数、雷击点的位置、幅值和波头时间等均影响进入变电站的雷电侵入波波形，而且有许多因素带来非线性的影响。如何考虑上述因素的影响，根据“GIS/HGIS变电站/开关站过电压监测装置系统”实测的雷电过电压波形反推雷击点的位置、雷电的幅值和波头时间，即提出易于实现的超特高压GIS/HGIS输电工程线路直击导线雷电流反演方法，是本发明的目的。

发明内容

为了解决上述问题，根据本发明的一方面，提供一种超特高压输电工程线路直击导线的雷电流反演方法，包括，

步骤1，针对实际线路建立波阻抗仿真模型；

步骤2，对所述实际线路进行波形和频率监测，判断所述实际线路中是否存在被雷电直击的导线；

步骤3，当所述实际线路中存在被雷电直击的导线时，确定实际线路中被雷电直击的导线的雷击点位置，并获取实际线路中的雷电流过电压波形；

步骤4，选定仿真雷电流的波头时间，根据所述仿真雷电流的波头时间计算仿真模型中的雷电流过电压波形，其中实际线路中的雷电流过电压波形与仿真模型中的雷电流过电压波形成正比，因此根据所述仿真模型中的雷电流过电压波形计算实际线路中的雷电流波头时间；

步骤5，在实际线路中存在被雷电直击的导线时，确定实际线路是否出现跳闸；

步骤6，若实际线路未出现跳闸，则在仿真模型中与实际线路的雷击点相对应的位置施加第一仿真雷电流值，计算仿真模型中雷电流过电压幅值，并将仿真模型中雷电流过电压幅值与实际线路中雷电流过电压幅值进行对比；

步骤7，将仿真模型中雷电流过电压幅值与实际线路中雷电流过电压幅值的差值进行对比，根据对比结果对所述第一仿真雷电流值进行调整，每次调整一个调整电流值，并将调整后的电流值作为第一仿真雷电流值，执行步骤6；当连续两个差值的乘积为负数时，执行步骤10；