[发明专利]一种谐波电压下避雷器等效持续运行电压选取方法

摘要

本发明公开了一种谐波电压下避雷器等效持续运行电压选取方法，其主要特点是先运用傅里叶级数展开公式计算出在合成谐波与单次谐波作用下避雷器所吸收的平均功率，再通过试验测得避雷器在不同温度下的频率-荷电率q-平均功率Pk,q,t特性数据，绘制出设定温度下的避雷器频率-荷电率-平均功耗特性曲线：最后通过计算选取避雷器在谐波电压下避雷器等效持续运行电压。该方法可以比较精准的推算选取谐波电压作用下的避雷器等效持续运行电压，解决了避雷器承受的谐波电压复杂，无法在实验室里模拟合成谐波对避雷器的作用进行等效持续运行电压选取的难题，能够为避雷器的设计和试验提供必要的、科学的试验依据；为保证避雷器的热平衡提供可靠的前提条件，而且该方法计算简便快捷，计算数据准确可靠。

主权项

1.一种谐波电压下避雷器等效持续运行电压选取方法，其特征在于：它是按一下方法步骤进行：1）计算在合成谐波与单次谐波作用下避雷器所吸收的平均功率： a. 按下述傅里叶级数展开公式计算施加在避雷器上的非正弦周期电压：式中： u  非正弦周期电压， k  谐波次数， U_km  k次谐波电压的峰值，ω₁  基波电压角频率，Φ_uk  k次谐波电压的初始角；b．按下述傅里叶级数展开公式计算施加在避雷器上的非正弦周期电流：式中： i   非正弦周期电流， k   谐波次数，I_km  k次谐波电流的峰值，ω₁  基波电流角频率，Φ_ik  k次谐波电流的初始角；c．按下述公式计算任意时刻避雷器所吸收的瞬时功率，式中：P  任意时刻的瞬时功率； d．按下述公式计算一个周波T内的平均功率：若不同频率的正弦电压与电流乘积的上述积分为零，即不产生平均功率；若相同频率的正弦电压与电流乘积的上述积分不为零，则避雷器的合成谐波的平均功率为各个单次谐波平均功率的代数和，即：P=U₁I₁cosψ₁+ U₂I₂cosψ₂+… +…+U_kI_kcosψ_k +…式中：U_k=U_km/表示k次谐波电压的有效值，I_k=I_km/表示k次谐波电流的有效值，ψ_k=φ_uk-φ_ik 表示k次谐波电压与电流的相位差，   也即 P=P₁+ P₂+… +…+ P_k+…         式中P_k= U_kI_kcosψ_k  表示k次谐波的避雷器吸收的功率；2）绘制设定温度下的避雷器频率-荷电率-平均功耗特性曲线：进行试验测得避雷器在不同温度下的频率-荷电率q-平均功率P_k,q,t特性数据，并绘制不同温度下的避雷器频率-荷电率-平均功率特性数据表和/或频率-荷电率-平均功率特性曲线图；3）选取避雷器在谐波电压下避雷器等效持续运行电压：a．根据实际工程中避雷器的谐波电压分析的谐波电压峰值U_km和谐波次数k，计算各个谐波单独的荷电率q_k；b．在设定温度下的避雷器频率-荷电率-平均功率特性数据表和/或频率-荷电率-平均功率特性曲线图中，分别查取各个谐波下的平均功率P_k,q,；c．将所有谐波下的平均功率P_k,q,t相加，计算出避雷器的总的平均功率；d．在设定温度下的避雷器频率-荷电率-平均功率特性数据表和/或频率-荷电率-平均功率特性曲线图中，查出工频电压作用下，并满足以下公式的荷电率，以q_k=1表示：                    P_50Hz ≥ ∑P_k,q,t式中： P_50Hz表示工频电压下的平均功率e．按下述公式计算避雷器的直流参考电压，以U_ref表示：        U_ref = U_SIPL/k_30/60μs其中： U_SIPL   避雷器在操作配合电流下的残压；k_30/60μs  金属氧化物电阻片的操作冲击电流残压比；    f．按下述公式计算选取避雷器的谐波电压下避雷器等效持续运行电压：        U_m, ECOV  = q_k=1× U_ref    计算得出U_m, ECOV的值即为谐波电压下避雷器等效持续运行电压。