[发明专利]一种长距离气体绝缘输电线路过电压计算及预警方法

说明书

本发明公开了一种长距离气体绝缘输电线路过电压计算及预警方法，包括以下步骤：构建GIL沿线电压的分布参数计算模型，基于所述分布参数计算模型，获取不同距离下GIL的电压分布和电磁波波长；基于所述电压分布和电磁波波长，获得不同长度下GIL线路上的最高过电压，基于所述最高过电压，获得GIL线路的预警临界长度。本发明给出了通用的GIL空载线路沿线过电压解析计算方法，避免了过电压仿真建模的过程，可以显著加快线路设计效率。

技术领域

本发明属于电气装备领域，特别是涉及一种长距离气体绝缘输电线路过电压计算及预警方法。

背景技术

气体绝缘输电线路(GIL)是金属外壳与导体同轴布置，采用SF₆气体或SF₆/N₂混合气体作为绝缘介质的高电压、大电流电力传输的全封闭装备。相较于架空线和电缆，GIL设备具有传输容量大、单位损耗低、电磁干扰小、运行可靠性高、占地面积少等显著优势，在大型水电站、核电站的电能送出场合，以及江河跨越、高山穿越、城市管廊输电等场合具有广泛应用前景。当GIL应用于城市地下管廊输电时，会由于容升效应产生过电压，威胁设备绝缘安全与检修人员的人身安全。对于长距离GIL输电而言，由于容升效应导致的过电压会更加明显。因此，准确评估长距离GIL的过电压分布具有重要意义。

目前关于GIL过电压的计算主要集中在暂态过电压，即断路器或隔离开关操作时的操作过电压，或雷击导致的雷电过电压。对于空载GIL线路过电压的计算参考十分有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种长距离气体绝缘输电线路过电压计算及预警方法，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种长距离气体绝缘输电线路过电压计算及预警方法，包括以下步骤：

构建GIL沿线电压的分布参数计算模型，基于所述分布参数计算模型，获取不同距离下GIL的电压分布和电磁波波长；

基于所述电压分布和电磁波波长，获得不同长度下GIL线路上的最高过电压，基于所述最高过电压，获得GIL线路的预警临界长度。

可选的，构建GIL沿线电压的分布参数计算模型的过程包括：基于GIL高压导体单位长度的电阻、GIL高压导体单位长度的电感、GIL管道绝缘单位长度的电导和GIL管道单位长度的电容，获得GIL线路的传播系数；基于GIL线路的首端电压、长度和所述传播系数，构建GIL沿线电压的分布参数计算模型。

可选的，获取电磁波波长的过程包括：提取传播系数的虚部，获得电磁波波长。

可选的，获得不同长度下GIL线路的最高过电压的过程包括：若GIL线路长度与电磁波波长的比值小于等于预设阈值，则GIL线路的最高过电压在线路末端；当GIL线路长度与电磁波波长的比值大于等于预设阈值，则GIL线路的最高过电压在线路首端。

可选的，当GIL线路的最高过电压在线路末端时，用下式表示：

其中，U₁为在线路末端的最高过电压，U₀为首端电压，l和γ分别为GIL线路的长度和传播系数。

可选的，当GIL线路的最高过电压在线路首端时，用下式表示：

其中，U₂为在线路首端的最高过电压，U₀为首端电压，l和γ分别为GIL线路的长度和传播系数。

可选的，获得GIL线路的预警临界长度的过程包括：基于绝缘裕度系数，获得最高过电压对应的GIL线路的预警临界长度；其中，所述绝缘裕度系数为所述最高过电压与首端电压的比值。

本发明的技术效果为：