[发明专利]一种评估特高压变电站进线段雷击安全性的仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及特高压输电技术领域，具体讲涉及一种评估特高压变电站进线段雷击安全性的仿真方法。

背景技术

特高压变电站的应用大幅提升了电网的输送能力。提高了送电量和送电距离，因此使电网的输送效率大幅提高。在特高压变电站的建设中，由于地线与变电站构架顶部之间的绝缘子并联间隙的距离较小，雷击进线段时，地线上的过电压会造成此间隙击穿；站内易发生出线OPGW光缆对变电站门型架放电而导致断股的事故。特高压变电站曾经多次发生出线OPGW光缆对变电站龙门架放电而断股的故障，严重影响特高压输电系统的通信安全和正常运行。

目前，现有的对特高压变电站的设计中，尚未有能够模拟上述故障的产生过程并准确获得提高雷击安全性的调整方法的应对方案；而随着特高压变电站的应用的日渐广泛，为保证特高压输电系统的通信安全和正常运行，如何设计一种能够有效模拟故障的产生过程且准确获其解决方案的方法，是本领域人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种评估特高压变电站进线段雷击安全性的仿真方法，该仿真方法能够准确且精细的模拟出特高压变电站进线段雷击过程；并获得对变电站进线段的最佳调整方案，使得根据最佳调整方案调整后的特高压变电站进线段的雷击安全性达到最高，大幅提高了特高压变电站进线段的雷击可靠性，从而提高了特高压输电系统的通信安全性和可靠性，并保证了特高压输电系统的正常运行。

一种评估特高压变电站进线段雷击安全性的仿真方法，特高压变电站进线段采用OPGW光缆，所述OPGW光缆的中部固定在所述特高压变电站的门型架的顶端，并沿着所述门型架垂下，所述OPGW光缆垂下后多余的部分盘绕成余缆圈，所述仿真方法包括如下步骤：

I-1、建立多种电磁暂态分布参数仿真计算模型；不同的所述电磁暂态分布参数仿真计算模型中的所述OPGW光缆与所述门型架的底部和门型架上的余缆头连接端的连接方式的不同；

I-2、搭建与所述电磁暂态分布参数仿真计算模型对应的雷电流的仿真电源模型；

I-3、将每个电磁暂态分布参数仿真计算模型和与其对应的雷电流的仿真电源模型搭均建成总仿真计算模型；

I-4、给定多个雷电波的电流幅值，并运行电磁暂态计算程序，分别计算不同的雷电波的电流幅值下，每个所述总仿真计算模型各处的瞬态过电压水平值；

I-5、根据瞬态过电压水平值评估多种不同连接方式的所述总仿真计算模型中所述OPGW光缆的雷击安全性和分析所述OPGW光缆断股的原因；

运行电磁暂态计算程序，根据所述总仿真计算模型对其雷击暂态过电压进行仿真计算，依据仿真计算结果对所述特高压变电站中的所述门型架和所述OPGW光缆的雷击安全性判断后对其接地方式进行调整。

优选的，多种不同连接方式的所述电磁暂态分布参数仿真计算模型包括仿真模型一、仿真模型二和仿真模型三；

所述仿真模型一为所述余缆圈与所述门型架的底部和门型架的余缆圈连接端均断开；

所述仿真模型二为所述余缆圈与门型架的底部连接且与所述余缆圈连接端断开；

所述仿真模型三为所述余缆圈与所述门型架的底部和所述余缆圈连接端均连接。

优选的，所述步骤I-1的具体步骤为：

II-1、选定需调整的特高压变电站中的所述门型架和OPGW光缆；并收集该特高压变电站的所述门型架和OPGW光缆的相关参数；

II-2、根据所述门型架和OPGW光缆的相关参数建立所述OPGW光缆与所述门型架的底部和门型架的余缆圈连接端的多种不同连接方式的所述电磁暂态分布参数仿真计算模型；建模中，将所述电磁暂态分布参数仿真计算模型进行多段细分建模，并加入所述余缆圈的电感参量。

优选的，所述余缆圈的电感参量的值为20～30μH。

优选的，所述多段细分建模的具体过程为：

将所述电磁暂态分布参数仿真计算模型中的OPGW光缆从所述门型架的顶部垂下的部分和与其连接的所述门型架均划分成长度相等的多段；对多段所述OPGW光缆和所述门型架分别进行细分建模。

优选的，所述门型架的相关参数包括门型架的主材、结构、形状和长度；所述OPGW光缆的相关参数包括OPGW光缆的长度、OPGW光缆的排列顺序与相对位置和所述余缆圈的半径。

优选的，所述步骤I-2的具体过程为：

将多种不同连接方式的所述电磁暂态分布参数仿真计算模型中的进线端处，均加载1个雷电波，使其沿OPGW光缆传播直至所述门型架的底部的接地末端；建成多种不同连接方式的所述雷电流的仿真电源模型。