专利汇可以提供雷击下220kV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 雷击 下220kV输电线路反击跳闸率测试方法,其特征在于,搭建了一个测试装置,装置包括冲击 电压 发生器、数据测量分析控 制模 块 、无线 电流 传感器 、同轴 电缆 、第一基杆塔、第二基杆塔、第三基杆塔、避雷线一、避雷线二、A相线路、B相线路、C相线路,并基于实际测试结果利用粒子群 算法 对输电线路耐雷 水 平理论计算公式进行优化,最后基于优化后的结果计算反击跳闸率。本发明的有益效果在于提出了一种雷击下220kV输电线路反击跳闸率测试方法并建立了测试装置,为为输电线路防雷设计以及防雷方法提供了坚实的研究 基础 。,下面是雷击下220kV输电线路反击跳闸率测试方法专利的具体信息内容。
1.一种雷击下220kV输电线路反击跳闸率测试方法,其特征在于,首先建立雷击下
220kV输电线路反击跳闸率测试装置,该装置包括冲击电压发生器(11)、数据测量分析控制模块(17)、无线电流传感器(7)、同轴电缆(24)、第一基杆塔(21)、第二基杆塔(22)、第三基杆塔(23)、避雷线一(81)、避雷线二(82)、A相线路(91)、B相线路(92)、C相线路(93);
所述冲击电压发生器(11)的输出端通过同轴电缆(24)连接至第一基杆塔(21)的塔顶,无线电流传感器(7)套接在同轴电缆(24)上;
所述避雷线一(81)、避雷线二(82)分别将第一基杆塔(21)、第二基杆塔(22)、第三基杆塔(23)串接起来;
所述雷击下220kV输电线路反击跳闸率测试装置中第一基杆塔(21)包括杆塔主体一(101)、A相绝缘子串一(131)、B相绝缘子串一(132)、C相绝缘子串一(133)、接地引下线一(161)、接地装置一(61)以及沙池(5);A相绝缘子串一(131)两端分别连接杆塔主体一(101)与A相线路(91),B相绝缘子串一(132)两端分别连接杆塔主体一(101)与B相线路(92),C相绝缘子串一(133)两端分别连接杆塔主体一(101)与C相线路(93);杆塔主体一(101)底部通过接地引下线一(161)连接到接地装置一(61)上,接地装置一(61)埋设在沙池(5)中,并且沙池(5)中装有土壤(18);
所述雷击下220kV输电线路反击跳闸率测试装置中第二基杆塔(22)包括杆塔主体二(102)、A相绝缘子串二(141)、B相绝缘子串二(142)、C相绝缘子串二(143)、接地引下线二(162)、接地装置二(62);A相绝缘子串二(141)两端分别连接杆塔主体二(102)与A相线路(91),B相绝缘子串二(142)两端分别连接杆塔主体二(102)与B相线路(92),C相绝缘子串二(143)两端分别连接杆塔主体二(102)与C相线路(93);杆塔主体二(102)底部通过接地引下线二(162)连接到接地装置二(62)上;
所述雷击下220kV输电线路反击跳闸率测试装置中第三基杆塔(23)包括杆塔主体三(103)、A相绝缘子串三(151)、B相绝缘子串三(152)、C相绝缘子串三(153)、接地引下线三(163)、接地装置三(63);A相绝缘子串三(151)两端分别连接杆塔主体三(103)与A相线路(91),B相绝缘子串三(152)两端分别连接杆塔主体三(103)与B相线路(92),C相绝缘子串三(153)两端分别连接杆塔主体三(103)与C相线路(93);杆塔主体三(103)底部通过接地引下线三(163)连接到接地装置三(63)上;
所述雷击下220kV输电线路反击跳闸率测试装置中数据测量分析控制模块(17)包含高压差分探头一(41)、高压差分探头二(42)、高压差分探头三(43)、数据采集器(3)、无线接收模块(2)、上位机(1)、信号控制器(12);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A相绝缘子串一(131)、B相绝缘子串一(132)、C相绝缘子串一(133)的两端,并通过数据采集器(3)连接到上位机(1)上;无线接收模块(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所述的雷击下220kV输电线路反击跳闸率测试方法,其特征在于,步骤包括:
S1:模拟雷击输电线路杆塔塔顶,并进行耐雷水平测试;
S2:针对低土壤电阻率区域,改变沙池(5)中土壤(18)的土壤电阻率,从10Ω·m开始,每间10Ω·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,耐雷水平理论值I:
式中,L为接地装置导体的总长度,h为接地装置埋深,d为接地装置导体的直径,B为形状系数,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;
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:针对低土壤电阻率区域,根据步骤S4优化得出的最优值m0代入以下公式(2),为优化后的理论公式:
式(2)中,Iy为优化后的耐雷水平理论计算值;
S6:针中等土壤电阻率地区,改变沙池(5)中土壤(18)的土壤电阻率,从150Ω·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;
重复第四步,优化得出最优值m1,进而得到针对较高土壤率地区,输电线路耐雷水平的计算公式:
S7:在高土壤电阻率地区,改变沙池(5)中土壤(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,共测20组;重复第四步,优化得出最优值m2,进而得到针对超高土壤率地区,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,Iy为优化后的耐雷水平理论计算值,Hb为避雷线与杆塔连接处的离地高度,harc为避雷线弧垂,D为避雷线间距,G为击杆率,U1为输电线路额定电压,Lxj为绝缘子串闪络距离。
3.根据权利要求2所述的雷击下220kV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的雷电压至第一基杆塔(21)的塔顶,无线电流传感器(7)记录注入第一基杆塔(21)塔顶的雷电流,并无线传输至无线接收模块(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A相绝缘子串一(131)、B相绝缘子串一(132)、C相绝缘子串一(133)两端的过电压,并通过数据采集器(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A相绝缘子串一(131)、B相绝缘子串一(132)、C相绝缘子串一(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)输出的雷电压幅值减小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,则将前一次测得的雷电流幅值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)输出的雷电压幅值增加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,则将这一次测得的雷电流幅值Ic作为耐雷水平。
4.根据权利要求2所述的雷击下220kV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(2)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为对应土壤电阻率区域的耐雷水平的实测数据组数;
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所述的雷击下220kV输电线路反击跳闸率测试方法,其特征在于,所述步骤S2中,低土壤电阻率区域是:ρ<=100Ω·m,其中ρ为土壤电阻率。
6.根据权利要求2所述的雷击下220kV输电线路反击跳闸率测试方法,其特征在于,中等土壤电阻率地区是:100Ω·m<ρ<=500Ω·m,高土壤电阻率地区是:500Ω·m<ρ<=1000Ω·m,其中ρ为土壤电阻率。
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