专利汇可以提供一种山地地区输电线路反击跳闸率测试方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种山地地区输电线路反击跳闸率测试方法,其特征在于,搭建了一个测试平台,测试平台包括无线 电流 传感器 、冲击 电压 发生器、控制及测量分析系统、杆塔一、杆塔二、杆塔三、同轴 电缆 、避雷线一、避雷线二、A相输电线路、B相输电线路、C相输电线路,分别对高、较高以及特高 土壤 电阻 率 区域杆塔耐雷 水 平值进行测试和理论值计算,再采用 粒子群优化 算法 对耐雷水平计算公式进行优化,最后利用优化后的耐雷水平计算公式计算反击跳闸率。本发明的有益效果在于利用粒子群算法能够更加真实可靠地对山地地区输电线路反击跳闸率进行测试。,下面是一种山地地区输电线路反击跳闸率测试方法专利的具体信息内容。
1.一种山地地区输电线路反击跳闸率测试方法,其特征在于,首先建立测试平台,该测试平台包括无线电流传感器(7)、冲击电压发生器(11)、控制及测量分析系统(17)、杆塔一(21)、杆塔二(22)、杆塔三(23)、同轴电缆(24)、避雷线一(81)、避雷线二(82)、A相输电线路(91)、B相输电线路(92)、C相输电线路(93);
所述避雷线一(81)与避雷线二(82)分别将杆塔一(21)、杆塔二(22)和杆塔三(23)连接起来,所述冲击电压发生器(11)经同轴电缆(24)与杆塔一(21)的顶部连接,所述无线电流传感器(7)固定于接近杆塔一侧的同轴电缆(24)上;
所述的测试平台中杆塔一(21)包括杆塔主体一(101)、绝缘子串A1(131)、绝缘子串B1(132)、绝缘子串C1(133)、沙池(5)、接地装置一(61)以及接地引线一(161),其中绝缘子串A1(131)、绝缘子串B1(132)和绝缘子串C1(133)分别连接了杆塔主体一(101)与A相输电线路(91)、B相输电线路(92)和C相输电线路(93),所述杆塔主体一(101)塔脚经接地引线一(161)与接地装置一(61)相连,所述接地装置一(61)深埋在沙池(5)中,其中沙池由试验土壤(18)填充;
所述的测试平台中杆塔二(22)包括杆塔主体二(102)、绝缘子串A2(141)、绝缘子串B2(142)、绝缘子串C2(143)、接地装置二(62)以及接地引线二(162),其中绝缘子串A2(141)、绝缘子串B2(142)和绝缘子串C2(143)分别连接了杆塔主体二(102)与A相输电线路(91)、B相输电线路(92)和C相输电线路(93),所述杆塔主体二(102)塔脚经接地引线二(162)与接地装置二(62)相连;
所述的测试平台中杆塔三(23)包括杆塔主体三(103)、绝缘子串A3(151)、绝缘子串B3(152)、绝缘子串C3(153)、接地装置三(63)以及接地引线三(163),其中绝缘子串A3(151)、绝缘子串B3(152)和绝缘子串C3(153)分别连接了杆塔主体三(103)与A相输电线路(91)、B相输电线路(92)和C相输电线路(93),所述杆塔主体三(103)塔脚经接地引线三(163)与接地装置三(63)相连;
所述的测试平台中控制及测量分析系统(17)包括上位机(1)、无线模块(2)、信号采集器(3)、信号控制器(12)、高压差分探头一(41)、高压差分探头二(42)、高压差分探头三(43),其中高压差分探头一(41)、高压差分探头二(42)、高压差分探头三(43)分别接在绝缘子串A1(131)、绝缘子串B1(132)、绝缘子串C1(133)的两端,并通过信号采集器(3)将所测电压信号上传到上位机(1)上;无线模块(2)将无线电流传感器(7)采集的电流传输至上位机(1);上位机(1)通过控制信号控制器(12)改变冲击电压发生器(11)的输出电压。
2.根据权利要求1所述的山地地区输电线路反击跳闸率测试方法,其特征在于,步骤包括:
S1:模拟雷电直击输电杆塔,并进行耐雷水平测试;
S2:针对山地高土壤电阻率区域,改变沙池(5)中试验土壤(18)的土壤电阻率,从550Ω·m开始,每间隔50Ω·m取一个土壤电阻率,并重复进行步骤S1,测得该土壤电阻率下的耐雷水平;
S3:由下式计算不同土壤电阻率下,输电杆塔反击耐雷水平理论值I:
式中,I为反击耐雷水平理论值,L为接地装置导体的总长度,d为接地装置导体的直径,l为几何尺寸,Lgt为杆塔的等效电感,hd为输电导线的平均高度,U50%为绝缘子串的闪络电压,α为分流系数,K为经电晕校正后的耦合系数,m为误差系数,η为积分变量,ρ为土壤电阻率;
S4:采用粒子群优化算法对耐雷水平理论计算公式进行优化建模,计算出使耐雷水平实测值与理论值误差最小的m值;
S5:针对高土壤电阻率区域,根据步骤S4优化得出最优值m1,代入公式(1)得到优化后的理论公式:
上式中,Iy为优化后的耐雷水平理论计算值;
S6:在山地较高土壤电阻率区域,改变沙池(5)中试验土壤(18)的土壤电阻率,从1050Ω·m开始,每间隔50Ω·m取一个土壤电阻率,并重复进行步骤S1,测得该土壤电阻率下的耐雷水平;重复步骤S4,优化得出最优值m2,进而得到针对山地较高土壤率区域,输电线路耐雷水平的计算公式:
S7:在山地超高土壤电阻率区域,改变沙池(5)中试验土壤(18)的土壤电阻率,从2050Ω·m开始,每间隔50Ω·m取一个土壤电阻率,并重复进行步骤S1,测得该土壤电阻率下的耐雷水平,共测20组;重复步骤S4,优化得出最优值m3,进而得到针对山地超高土壤率区域,输电线路耐雷水平的计算公式:
S8:由下式计算反击跳闸率Z:
式中,Z为反击跳闸率,M为年落雷日数,Hb为避雷线与杆塔连接处的离地高度,harc为避雷线弧垂,G为击杆率,D为避雷线间距,Lxj为绝缘子串闪络距离,U1为输电线路额定电压;所述的击杆率G针对杆塔所处的位置。
3.根据权利要求2所述的山地地区输电线路反击跳闸率测试方法,其特征在于,所述步骤S1的具体过程是:
1)、打开冲击电压发生器(11),输出幅值为U的冲击电压至杆塔一(21)的塔顶,无线电流传感器(7)记录注入杆塔一(21)塔顶的冲击电流,并无线传输至无线模块(2),进而传输至上位机(1);同时高压差分探头一(41)、高压差分探头二(42)、高压差分探头三(43)分别测量绝缘子串A1(131)、绝缘子串B1(132)、绝缘子串C1(133)两端的过电压,并通过信号采集器(3)传输至上位机(1)上,上位机(1)控制信号控制器(12)关闭冲击电压发生器(11),并判断绝缘子串A1(131)、绝缘子串B1(132)、绝缘子串C1(133)是否发生闪络;
2)、若有绝缘子串发生闪络,则通过信号控制器(12)使冲击电压发生器(11)输出的冲击电压幅值减小ΔU,再次打开冲击电压发生器(11),重复上述方法,直到绝缘子串刚好都不发生闪络,则将前一次测得的冲击电流幅值Ic作为耐雷水平;若发现绝缘子串均未闪络,则通过信号控制器(12)使冲击电压发生器(11)输出的冲击电压幅值增加ΔU,再次打开冲击电压发生器(11),重复上述方法,直到发现某一个绝缘子串刚好发生闪络,则将这一次测得的冲击电流幅值Ic作为耐雷水平。
4.根据权利要求2所述的山地地区输电线路反击跳闸率测试方法,其特征在于,所述步骤S4的具体过程是:
1)、生成具有均匀分布的粒子和速度的初始总体,设置停止条件;
2)、按照式(6)计算目标函数值:
式中,g(m)表示目标函数,Ii为第i个土壤电阻率情况下的耐雷水平理论计算值,Ici为第i个土壤电阻率情况下的耐雷水平实测值,n为数据组数;
3)、更新每个粒子的个体历史最优位置与整个群体的最优位置;
4)、更新每个粒子的速度和位置;
5)、若满足停止条件,则停止搜索,输出搜索结果,否则返回第2)步;
6)、得出使耐雷水平实测值与理论值误差最小的m值。
5.根据权利要求2所述的山地地区输电线路反击跳闸率测试方法,其特征在于,步骤S2中,山地高土壤电阻率范围是:500Ω·m<ρ<=1000Ω·m,其中ρ为土壤电阻率。
6.根据权利要求2所述的山地地区输电线路反击跳闸率测试方法,其特征在于,步骤S6中,山地较高土壤电阻率的范围是:1000Ω·m<ρ<=2000Ω·m;步骤S7中,山地超高土壤电阻率的范围是:2000Ω·m<ρ其中ρ为土壤电阻率。
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