一种实时雷击输电线路风险评估方法与流程

文档序号:19350663发布日期:2019-12-06 21:21阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种实时雷击输电线路风险评估方法,其特征在于,包括步骤:

s1、采集输电线路信息,检测包含该输电线路的方型雷电监测区域实时落雷情况;

s2、计算输电线路各避雷线的平均高度和各避雷线之间的平均距离,根据输电线路的电气几何模型建立方程;

s3、根据雷电流幅值与避雷线的击距以及大地的击距关系,求解临界雷电流幅值;

s4、根据s2建立的方程,计算出避雷线引雷面与大地引雷面交点的横坐标与雷电流幅值之间的关系;

s5、根据雷电流幅值的概率分布,求解总的引雷宽度,进而求得输电线路的引雷区;

s6、根据输电线路的引雷区,对雷击输电线概率进行判断评估。

2.根据权利要求1所述的一种实时雷击输电线路风险评估方法,其特征在于,输电线路信息包括线路的各级杆塔位置、杆塔间距s、线路各避雷线的高度h、各避雷线之间的距离b以及杆塔水平线与地面的倾角θ;

所述方型区域的长度为第一级杆塔到最后一级杆塔的距离;

实时落雷情况包括雷击发生点p(经度、纬度)以及雷电流幅值i。

3.根据权利要求1所述的一种实时雷击输电线路风险评估方法,其特征在于,步骤s2中,根据电气几何模型所建立的方程为:

避雷线的引雷面方程:

避雷线的击距公式为:rc=0.67h0.6i0.74

大地的击距公式为:re=(1.066-h/240.5)·rc

大地的引雷面方程:y=-x·tanθ+re/cosθ

其中,x、y为未知变量,h为避雷线平均高度,rc为避雷线击距,re为大地击距,i为雷电流幅值,θ为杆塔水平线与地面的倾角,b为避雷线平均距离。

4.根据权利要求1所述的一种实时雷击输电线路风险评估方法,其特征在于,步骤s3中,雷电流幅值与避雷线击距以及大地击距对应关系为:

当雷电流幅值较大时,避雷线击距和大地击距也相应增大,避雷线的引雷面与大地引雷面交于n点,n点高度大于避雷线的平均高度h,此时一侧引雷宽度l等于n的横坐标,即l=xn;

当雷电流幅值较小时,避雷线击距和大地击距也相应减小,避雷线的引雷面与大地引雷面交于n*,n*点高度小于避雷线的平均高度h,此时一侧引雷宽度l等于该幅值雷电流对应的击距,即l=rc;

由上述关系可知,必然存在一个临界的雷电流幅值i0,使得避雷线的引雷面与大地引雷面交点的高度刚好等于避雷线的平均高度,即x=rc,y=h;将s1所得的输电线路数据代入s2方程中,解得临界雷电流幅值i0。

5.根据权利要求1所述的一种实时雷击输电线路风险评估方法,其特征在于,考虑雷电流幅值的概率分布,采用如下公式计算一侧引雷宽度l:

其中,p(i)为雷电流幅值概率密度函数,i0为临界雷电流幅值,rc为避雷线击距,xn为避雷线引雷面和大地引雷面交点的横坐标;

其中,i为雷电流幅值。

6.根据权利要求5所述的一种实时雷击输电线路风险评估方法,其特征在于,所述总的引雷宽度等于两侧的引雷宽度与避雷线间距之和,两侧引雷宽度相同,其计算公式为:

y=2l+b

其中,b为避雷线之间的平均距离,l为避雷线一侧的引雷宽度,避雷线的引雷区是以杆塔间距s为长,引雷宽度y为宽所构成的长方形区域。

7.根据权利要求1所述的一种实时雷击输电线路风险评估方法,其特征在于,步骤s4中,避雷线引雷面与大地引雷面交点的横坐标n与雷电流幅值i之间的关系为:

其中,i0为临界雷电流幅值,地面倾角θ为0。

8.根据权利要求1所述的一种实时雷击输电线路风险评估方法,其特征在于,步骤s5中,以两条避雷线的终端为圆心,以一侧引雷宽度l为半径,确定两个半圆区构成线路终端引雷区,因此,输电线路的引雷区为线路终端两个半圆区与避雷线引雷区共同组成。

9.根据权利要求1所述的一种实时雷击输电线路风险评估方法,其特征在于,当一个雷电发生在所述雷电监测区域时,若输电线路引雷区与雷击发生区没有交点或只有一个交点,则雷击输电线路的概率为零;若输电线路引雷区与雷击发生区有两个及以上交点,则雷击输电线路的概率为线路引雷区与雷击发生区相重合的面积除以雷击发生区的总面积。

10.根据权利要求1所述的一种实时雷击输电线路风险评估方法,其特征在于,步骤s6中,对雷击输电线概率进行判断评估方法为:

当雷电监测区域为平原时,若雷击输电线路的概率0<p<16.67%,则可判断雷击输电线路的概率为低风险;若雷击输电线路的概率p>16.67%,则可判断雷击输电线路的概率为高风险;

当雷电监测区域为山区时,若雷击输电线路的概率0<p<25%,则可判断雷击输电线路的概率为低风险;若雷击输电线路的概率p>25%,则可判断雷击输电线路的概率为高风险。


技术总结
本发明公开了一种实时雷击输电线路风险评估方法,包括步骤:S1、采集输电线路信息,检测方型雷电监测区域实时落雷情况;S2、计算输电线路各避雷线的平均高度和各避雷线之间的平均距离,建立方程;S3、求解临界雷电流幅值;S4、计算出避雷线引雷面与大地引雷面交点的横坐标与雷电流幅值之间的关系;S5、根据雷电流幅值的概率分布,求解总的引雷宽度,求得输电线路的引雷区;S6、根据输电线路的引雷区,对雷击输电线概率进行判断评估。本发明为电力系统由雷击造成的输电线路损坏的快速查找和修复提供了可靠的判断依据,通过累积分析该评估数据后可以实现对由雷击损坏的线路进行快速查找和修复,节省了输电线路雷击故障的查找和线路修复时间。

技术研发人员:邓红雷;刘刚;唐崇旺;张莉彬;刘昭
受保护的技术使用者:华南理工大学
技术研发日:2019.07.16
技术公布日:2019.12.06
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