[发明专利]一种输电线路雷电绕击风险评估方法

摘要

本发明公开了一种输电线路雷电绕击风险评估方法。包括：获取输电线路参数；建立绝缘子闪络的先导发展模型，建立接地电阻的暂态非线性模型，利用线路参数和所建立的模型计算线路的雷电绕击耐雷水平，利用所求的雷电绕击耐雷水平结合电气几何模型计算绕击风险跳闸率。本发明的输电线路雷电绕击风险评估方法，以运行人员容易理解的方式，实现了输电线路绕击风险概率的快速计算，对确保电网的安全稳定运行有重要意义。该方法简单直观，易于实现和理解，有较好的可操作性。

主权项

1.一种输电线路雷电绕击风险评估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:步骤一、通过电力企业的管理信息系统简称MIS系统获取输电线路的各项结构参数和运行参数；步骤二、进行输电线路雷电绕击风险跳闸率的计算，所述绕击风险跳闸率又称绕击闪络率：（1）、在电力系统暂态分析软件ATP-EMTP下利用上述步骤一获取的输电线路参数建立杆塔的波阻抗模型、绝缘子闪络的先导发展模型、以及接地电阻的暂态非线性模型；（2）、利用第（1）步所建立的模型计算出输电线路的绕击耐雷水平，绕击耐雷水平为利用电气几何模型计算绕击风险跳闸率的重要参数，其计算采用二分法获得；其具体方法如下：①在ATP-EMTP系统下建立的绝缘子闪络的先导发展模型中设定雷电流数值分别为I₁和I₂，满足I₁<I₂并且当雷电流幅值等于I₁时绝缘子不发生闪络，雷电流幅值等于I₂时绝缘子发生闪络；②取I₃=（I₁+I₂）/2，判断当雷电流幅值等于I₃时绝缘子是否发生闪络，如果发生闪络则令I₂=I₃，否则令I₁=I₃；③重复第②步多次，直到I₁和I₂的差值满足设定的精度要求时结束计算，输出绕击耐雷水平为I₁；（3）、利用蒙特卡洛法对雷电绕击线路的随机特性进行模拟，并抽取表征雷电特征的随机参数：①、构造或描述概率过程：构造和描述雷电流幅值、雷电先导位置、雷电流上升时间、半峰值时间的随机概率过程，各随机参数都需满足给定的分布原则；其中雷电流幅值满足规程规定的概率分布，规程法推荐我国一般地区雷电流幅值超过I的概率可按下式求得：式中：I为雷电流幅值，单位为kA，P为雷电流幅值超过I的概率，推导得到雷电流幅值概率密度函数为：；雷电先导位置d需考虑包括垂直和平行于输电线路x，z两个方向上的位置d₁, d₂；以杆塔所在位置处记为原点O，将一个档距记为spa；d₁, d₂在引雷范围内服从均匀分布；雷电流上升时间服从对数正态分布，其中对数均值=2us，对数标准差=0.4943us；雷电流半峰值时间服从对数正态分布，其中对数均值=50us，对数标准差=0.4943us；②实现从已知概率分布抽样利用上述概率模型产生随机变量，利用计算机随机抽取雷电流幅值、雷电先导位置、雷电流上升时间、半峰值时间等数值，使抽取的数值满足给定的分布；（4）、结合绕击耐雷水平这一参数，将第（3）步中抽取到的一组随机数据代入建立的EGM模型即电气几何模型，判断在这种条件下是否发生绕击闪络事故；（5）、重复以上（2）、（3）、（4）三个步骤N次，记录闪络的次数，便可得到绕击风险跳闸率或绕击闪络率的概率估计值，其公式如下： 式中，在第k次抽样时绝缘子闪络，则，否则；N为抽样次数；p为绕击风险跳闸率的概率估计值；步骤三、将上述得出的绕击风险跳闸率的概率估计值和国家电网公司发布的《110(66)kV～500kV架空输电线路管理规范》中线路跳闸率规定值进行比较，得出该线路的风险等级：设定规范规定值为风险等级阈值，以该阈值为参考，以50％、100％、150％为分级点将绕击性能分为A、B、C、D四个等级，具体分级标准为跳闸率小于阈值50％的杆塔为A级，大于50%并且小于100%的为B级，大于100%并且小于150%为C级，大于150%为D级；处于A级的杆塔具有较好的防雷性能，D级的杆塔雷击闪络风险较高。