一种配电线路混压同杆架设防雷水平仿真计算方法与流程

本发明涉及配网防雷仿真，尤其涉及一种配电线路混压同杆架设防雷水平仿真计算方法。

背景技术：

1、工程中为了减少设备及工程投资，减少线路通道用地，高压线路和低压线路同杆架设是允许的，因此输电线路下方存在10kv配电线路的实例较多。由于10kv配电线路杆塔尺寸小、高度低、绝缘水平小，而多回线路之间存在电磁耦合，会影响配电线路的过电压水平。在某些绝缘水平配合不当的混压同杆线路，高电压等级输电线路的存在会增加引雷作用，使得配电线路雷击跳闸故障增多，加剧了雷击跳闸风险。因此，研究配电线路混压同杆架设防雷水平仿真计算方法，掌握输电线路存在对配单线路防雷水平的影响规律，对降低10kv配电线路雷击跳闸率有重要意义。

2、由于电力系统十分复杂，建立完整的线路试验分析线路防雷水平难度较大也不经济，因此建立线路防雷电磁暂态仿真模型已成为线路防雷水平计算的重要手段，该方法相比于传统规程法计算更贴合实际。目前研究中，已有学者针对输电线路和配电线路建立了相应的atp防雷仿真模型，对主网和配网的线路防雷设计起到了指导作用，但是当前研究都是在同一电压等级下分析，较少关注同杆混压下多回线路的耦合作用，因此应用传统方法分析配电线路混压同杆架设防雷水平可能会导致失效。专利申请号202110912977公开了一种10kv配网复合横担防雷仿真方法。在atp-emtp软件中建立雷电流模型、感应雷过电压模型、线路和杆塔模型、复合横担闪络模型、配电变压器模型、10kv电源模型、配电线路避雷器模型；将各模型连接并调整雷电流模型中雷电流幅值的大小，计算得到三相相应感应雷电压的大小观察对应复合横担闪络模型是否发生闪络，若是没有发生闪络，则增大雷电流模型中雷电流的幅值，直到复合横担闪络模型刚好发生闪络，记录对应的雷电流幅值的大小，则该雷电流的幅值为对应复合横担的耐雷水平阈值。虽然专利申请号202110912977公开了一种10kv配网复合横担防雷仿真方法考虑了线路的耦合作用，但其是通过逐步递减或递增电流值的方法从而进一步判断是否闪络，进而得出线路耐雷水平的，由于数据量庞大，所以逐步递增或逐步递减的方法来判断电流值是否达到闪络或不闪络水平会使得计算效率不强。

3、为此，提供了一种配电线路混压同杆架设防雷水平仿真计算方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明所述的一种配电线路混压同杆架设防雷水平仿真计算方法，解决上述背景技术中提出的逐步递增或逐步递减的方法来判断电流值是否达到闪络或不闪络水平会使得计算效率不强的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明所述的一种配电线路混压同杆架设防雷水平仿真计算方法，包括以下步骤：

4、s1：在atp-emtp上建立电磁暂态仿真模型，所述电磁暂态仿真模型包括雷电流模块、线路模块、绝缘子闪络模块和杆塔模块；

5、s2：将所述雷电流模块、所述线路模块、所述绝缘子闪络模块和所述杆塔模块连接；

6、s3：基于二分法，通过matlab编程实现求取线路耐雷水平；

7、s4：进行同杆假设感应电压感应电流仿真分析，所述感应电压感应电流包括静电感应电压、静电感应电流、电磁感应电压和电磁感应电流。

8、优选的，所述步骤s3还包括以下步骤：

9、s301：设定一个最大耐受电流in和一恶搞最小闪络电流is；

10、s302：导入耐雷水平计算文件及电磁暂态仿真模型，并设置系统数据i2；

11、s303：通过耐雷水平计算atp文件创建模块，并调用atp计算内核，通过线路模型lib文件计算出结果pl4文件；

12、s304：通过pl4读取模块判断是否发生闪络，若未发生闪络，则is＝i2,若发生闪络，则in＝i2；

13、s305：判断is-in是否小于一个确定值，若是则记录i2，并将其作为近似耐雷水平，若否，则使i2＝(is＝in)/2,然后回到步骤s303，继续往下重复步骤，直至is-in小于该确定值为止结束循环

14、s306:计算反击跳闸率。

15、优选的，其特征在于，所述雷电流模块采用以下数学表达式描述雷电流波形：

16、

17、其中n为电流陡度因子；tf为波前时间，即电流从零到达到峰值的时间；tau为波长时间，即电流从零到下降为峰值的37％所经过的时间。

18、优选的，所述线路模块采用的是参数随频率变化的jmarti频率特性架空线模型。

19、优选的，所述绝缘子闪络模块通过atp界面中模拟绝缘子闪络模块的tacs模型和压控开关模型表示。

20、优选的，所述杆塔模块采用单一阻抗模型。

21、本发明的有益效果为：

22、通过使用atp-emtp软件，建立配网混压同杆电磁暂态仿真模型，包括雷电流模块、线路模块、绝缘子闪络模块和杆塔模块；并且基于二分法，使用matlab编程实现求取线路耐雷水平，加快了运算得出防雷水平的速率，大大提高了效率，且在此基础上可对同杆架设感应电压感应电流仿真分析，进一步对配网防雷计算和防雷措施的选择提供技术支撑。

技术特征：

1.一种配电线路混压同杆架设防雷水平仿真计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种配电线路混压同杆架设防雷水平仿真计算方法，其特征在于，所述步骤s3还包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种配电线路混压同杆架设防雷水平仿真计算方法，其特征在于，所述雷电流模块采用以下数学表达式描述雷电流波形：

4.根据权利要求3所述的一种配电线路混压同杆架设防雷水平仿真计算方法，其特征在于，所述线路模块采用的是参数随频率变化的jmarti频率特性架空线模型。

5.根据权利要求4所述的一种配电线路混压同杆架设防雷水平仿真计算方法，其特征在于，所述绝缘子闪络模块通过atp界面中模拟绝缘子闪络模块的tacs模型和压控开关模型表示。

6.根据权利要求5所述的一种配电线路混压同杆架设防雷水平仿真计算方法，其特征在于，所述杆塔模块采用单一阻抗模型。

7.根据权利要求2所述的，其特征在于，所述反击跳闸率n1由下式决定：

技术总结
本发明公开了一种配电线路混压同杆架设防雷水平仿真计算方法，包括以下步骤：在ATP‑EMTP上建立电磁暂态仿真模型，所述电磁暂态仿真模型包括雷电流模块、线路模块、绝缘子闪络模块和杆塔模块；将所述雷电流模块、所述线路模块、所述绝缘子闪络模块和所述杆塔模块连接；基于二分法，通过MATLAB编程实现求取线路耐雷水平；进行同杆假设感应电压感应电流仿真分析，所述感应电压感应电流包括静电感应电压、静电感应电流、电磁感应电压和电磁感应电流。本发明加快了运算得出防雷水平的速率，大大提高了效率，且在此基础上可对同杆架设感应电压感应电流仿真分析，进一步对配网防雷计算和防雷措施的选择提供技术支撑。

技术研发人员：黄伟翔,陈千懿,俸波,黄志都,胡刚,李珊
受保护的技术使用者：广西电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13