一种模拟特高压直流输电线路雷击暂态过程的方法

摘要

本发明公开了一种模拟特高压直流输电线路雷击暂态过程的方法。该方法仿真人员根据雷电录波、防雷准则和/或解析研究需要定给定雷电流参数，包括幅值I₀，波头参数T₁，波尾参数T₂；根据式1选定所用雷电流数学模型i₀(t)作为电流源的控制输入；信号处理控制模块运行控制第三开关S₃数值，若S₃为1，为造成闪络的绕击模式；若第三开关S₃数值为0，未发生绝缘子闪络，开关始终为打开状态，此时为不造成闪络的绕击模式；第二开关S₂先闭合，表示雷击作用于杆塔上；第一开关S₁打开，则S₁＝0；信号处理控制模块运行控制第三开关S₃值的变化，若第三开关S₃值为1，发生绝缘子闪络，开关已经闭合，此时为反击模式。本发明在一种模式中可以实现多种雷击类型的仿真，应用范围广。

主权项

一种模拟特高压直流输电线路雷击暂态过程的方法，其特征在于包括如下步骤：1)仿真人员根据雷电录波、防雷准则和/或解析研究需要定给定雷电流参数，包括幅值I₀，波头参数T₁，波尾参数T₂；雷电通道波阻抗Z₀取300Ω；根据式1选定所用雷电流数学模型i₀(t)作为电流源的控制输入；$i_0\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}{I}_0(e^{-t/T_2}-e^{-t/T_1})& T_1<5\mathrm{\mu s}\\ \frac{I_0}{\eta }\times \frac{{\left(\frac{t}{T_1}\right)}^{10}}{1+{\left(\frac{t}{T_1}\right)}^{10}}\times e^{-t/T_2}& T_1>5\mathrm{\mu s},T_2<150\mathrm{\mu s}\\ \frac{I_0}{\eta }\times (1-e^{-t/T_1})\times e^{-t/T_2}& T_1>5\mathrm{\mu s},T_2>150\mathrm{\mu s}\end{array}\right.$   式1T₁＜5μs时选取双指数函数模型；当T₁＞5μs，且T₂＜150μs时采用脉冲函数模型；当T₁＞5μs，且T₂＞150μs时采用海德勒函数模型；t表示时间；η为修正参数，由仿真人员确定；2)在各监测点安装示波器记录雷击暂态过程中的电气暂态量，控制第一开关S₁、第二开关S₂、第三开关S₃的输出情况进行仿真；第一开关S₁、第二开关S₂、第三开关S₃用0和1数字量表示其开闭情况；开关打开时，用0表示；开关闭合时，用1表示；第一开关S₁、第二开关S₂分别代表雷击发生于线路上、雷击发生于杆塔上；第三开关S₃初值为0；根据雷击点电位U₀、杆塔电位U_t之间实时电压差的绝对值与绝缘子伏秒特性U_f是否有交点决定第三开关S₃取值是否发生变化；绝缘子的伏秒特性U_f如式2，其中t为仿真时的当前时刻，该值通过电磁暂态仿真软件的时钟元件获取，t_p表示仿真时雷击发生的时刻，在仿真进行前人为提前给定；则S₃的取值如式3所示：$U_f=\left\{\begin{array}{cc}15940.73& t<t_p\\ [400+\frac{710}{{(t-t_p)}^{0.45}}]\times 10& t>t_p\end{array}\right.$   式2$S_3=\left\{\begin{array}{cc}0& |U_0-U_t|<U_f\\ 1& |U_0-U_t|>U_f\end{array}\right.$   式3第一开关S₁闭合，则S₁＝1，表示雷击作用于输电线路上；开关S₂打开，则S₂＝0；信号处理控制模块运行控制第三开关S₃数值，若S₃为1，发生绝缘子闪络，为造成闪络的绕击模式；若第三开关S₃数值为0，未发生绝缘子闪络，为不造成闪络的绕击模式；第二开关S₂先闭合，表示雷击作用于杆塔上；第一开关S₁打开，则S₁＝0；信号处理控制模块运行控制第三开关S₃值的变化，若第三开关S₃值为1，发生绝缘子闪络，为反击模式。