[发明专利]一种招弧角可靠性评估方法及系统

说明书

本发明提供了一种招弧角可靠性评估方法及系统，属于电力系统绝缘保护领域，方法包括：基于招弧角间隙距离，结合空气间隙操作冲击放电电压的概率密度的标准偏差和空气间隙雷电冲击放电电压的概率密度的标准偏差，构建招弧角的操作冲击放电电压概率密度和雷电冲击放电电压概率密度；根据绝缘子串长度计算绝缘子串的雷电冲击50%放电电压；计算雷电冲击击穿交界点电压值；计算招弧角的操作冲击放电电压的概率密度分布的上系统线路的最大操作电压分位数以及雷电冲击放电电压的概率密度分布的上雷电冲击击穿交界点电压值分位数，获取可靠性评估参数；本发明避免了一系列试验方法，且操作简单易于实现。

技术领域

本发明属于电力系统绝缘保护领域，更具体地，涉及一种招弧角可靠性评估方法及系统。

背景技术

在电力系统的直流传输线路中，由于直流电流不易熄弧，在发生雷击事故时，容易导致绝缘子老化甚至掉串，因此，招弧角被广泛应用于直流换流站接地极中的绝缘子保护。

为实现招弧角对于绝缘子的保护，招弧角需要与绝缘子进行一定的绝缘配合。通常，在特高压线路的绝缘子串并联招弧角的研究中，认为接地极线路运行时间不长，因此在进行绝缘设计和考察时多参考以往工程经验，在设计阶段使绝缘子串片数与所使用的招弧角间隙距离相适配，保证招弧角先于绝缘子串放电；在验证阶段基于重复的试验研究以确定绝缘配合的可靠性。因此，由于设计阶段很少进行充分论证，导致对于实际运行情况下故障发生的概率尚未有确定的认知；而对于验证阶段采用重复性试验研究，不仅操作繁琐，还耗时耗力、研究效率较低。现有技术存在的问题都是由于对实际运行中已存在的招弧角和绝缘子配合的可靠性问题研究不足，导致招弧角装设线路中仍然存在绝缘不匹配、耐雷水平低等方面的问题。这不仅影响直流系统输电效益的持续发挥，而且可能给电力系统的安全可靠运行带来隐患。此外，由于招弧角处于实际运行的系统线路中，除需与绝缘子相适配外，也应与系统线路完成一定的绝缘配合，以避免在较低过电压下发生间隙放电，降低输电线路绝缘水平。

发明内容

针对现有技术的缺陷，并且综合考虑招弧角和绝缘子以及系统线路的配合，本发明的目的在于提供一种招弧角可靠性评估方法及系统，旨在解决现有的基于试验研究以确定招弧角对于系统线路以及绝缘子串的绝缘配合的可靠性的操作繁琐和耗时耗力的问题，在设计阶段即完成可靠性论证。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种招弧角可靠性评估方法，包括以下步骤：

基于招弧角间隙距离计算招弧角的冲击50%放电电压；

基于招弧角的冲击50%放电电压，结合空气间隙操作冲击放电电压的概率密度的标准偏差和空气间隙雷电冲击放电电压的概率密度的标准偏差，构建招弧角的操作冲击放电电压概率密度和雷电冲击放电电压概率密度；

根据绝缘子串长度计算绝缘子串的雷电冲击50%放电电压，并采集系统线路的最大操作电压；

将招弧角的冲击50%放电电压与绝缘子串的雷电冲击50%放电电压相加除以2，计算雷电冲击击穿交界点电压值；

对招弧角的操作冲击放电电压的概率密度分布进行归一化处理，使招弧角的冲击50%放电电压为0；

计算归一化后的招弧角的操作冲击放电电压的概率密度分布的上系统线路最大操作电压分位数以及雷电冲击放电电压的概率密度分布的上雷电冲击击穿交界点电压值分位数，获取可靠性评估参数。

进一步优选地，招弧角的冲击50%放电电压为：

U_z=550d+80

其中，d为招弧角间隙距离；U_z为招弧角的冲击50%放电电压。

进一步优选地，绝缘子串的雷电冲击50%放电电压为：