[发明专利]基于电气几何模型的配电线路闪络率改进算法

说明书

本发明公开了基于电气几何模型的配电线路闪络率改进算法，提出了用该改进算法考虑雷电地闪密度、杆塔形状、土壤电阻率、线路绝缘水平等因素求解配电线路闪络率的具体步骤，包括确定线路参数、计算直击雷耐雷水平、计算线路等效闪络宽度、计算直击雷闪络率和感应雷闪络率。该方法基于电气几何模型考虑了雷电流幅值对线路等效受雷宽度的影响，定义了线路等效闪络宽度，使配电线路闪络率计算更加精确，对于配电线路雷击风险评估和差异化防雷具有一定的指导作用。

技术领域

本发明属于电气工程技术领域，具体涉及基于电气几何模型的配电线路闪络率改进算法。

背景技术

配电线路承担着直接向低压负荷分配电能的重任，作为连接用户、管控电能质量的最后环节，配网运行的安全性、可靠性是保证电力质量的基础。闪络率作为配电线路风险评估特征参量，综合考虑了线路耐雷水平、线路所经过地区的雷电活动情况、线路等效受雷宽度及雷电流概率分布等因素的影响，并且作为线路雷击跳闸、雷击断线等故障的诱因，能够对线路雷击跳闸、雷击断线等故障风险进行评估，同时，闪络率的计算与配网复杂多样的接地方式、建弧率等因素不相关，可适应于各种接地方式的配电网进行雷电风险评估的精确计算。目前对于闪络率的计算，通常做如下考虑：直击雷线路等效受雷宽度D取为4h_d+b，其中，h_d为最高导线的平均悬挂高度，b为所架设的两根避雷线之间的平均宽度。该受雷宽度计算方法对于导线架设高度超过60m的输电线路可以较好的契合，而对于线路高度不超过20m的配电线路却有相当大的误差，同时，线路等效受雷宽度D是随着雷电流幅值变化的，有必要对配电线路闪络率的算法进行改进。

发明内容

本发明旨在通过数学模型计算配电线路雷击等效闪络宽度，从而得到配电线路雷击闪络率，这对于准确评估配电线路雷击风险精准采取适宜有效的防雷措施保证配网安全稳定运行具有重大意义。

为达到上述目的，本发明所述基于电气几何模型的配电线路闪络率改进算法基于电气几何模型的配电线路闪络率改进算法，按如下步骤进行：

步骤1、收集实际线路的相关参数，包括绝缘子冲击闪络电压U_50％、线路架设结构、导线平均悬挂高度h、导线半径r、杆塔等值电感L_gt和冲击接地电阻R_ch等的相关描述；

步骤2、确定线路直击雷耐雷水平；

步骤2.1确定反击耐雷水平；

步骤2.2确定雷电直击导线耐雷水平；

步骤3、建立配电线路电气几何模型；

步骤4、确定相应地形、导线平均悬挂高度下的临界雷电流I₀；

步骤5、依据临界雷电流和统计得到的当地雷电流幅值概率函数计算线路等效闪络宽度；

步骤5.1计算线路每百公里直击雷等效闪络宽度D_d；

步骤5.2计算线路每百公里感应雷等效闪络宽度D_in；

步骤6、依据线路等效闪络宽度和雷电监测的地闪密度值分别计算线路直击雷闪络率和感应雷闪络率，再进行加和即可得到线路雷击闪络率。

进一步的，步骤2按照如下过程进行：

步骤2.1计算直击耐雷水平：

线路波阻抗通过式(1)和式(2)计算得到