CN110765731B - 限流器的雷电过电压仿真计算方法、装置及计算机设备 - Google Patents

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CN110765731B CN201911165086.2A CN201911165086A CN110765731B CN 110765731 B CN110765731 B CN 110765731B CN 201911165086 A CN201911165086 A CN 201911165086A CN 110765731 B CN110765731 B CN 110765731B
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Abstract

本申请涉及一种限流器的雷电过电压仿真计算方法、装置及计算机设备。雷电过电压仿真计算方法只需通过建立限流器模型，然后结合进线段杆塔模型、闪络判据模型、输电线路模型、工频电源模型和避雷器模型确定雷电过电压仿真分析模型。最后将计算得出的雷电流幅值输入至雷电过电压仿真分析模型进行仿真模拟，即可得到限流器的雷电过电压。从而解决了目前限流器在设计过程中所能承受的雷电过电压无法被确定的技术问题，达到了安全简单安全的确定限流器的雷电过电压的目的。本申请实施例落雷次数和雷电流系数均为可变参数，可根据限流器使用地区不同而作具体调整，从而使得雷电过电压仿真计算方法与实际雷电过电压结果契合度更高。

Description

限流器的雷电过电压仿真计算方法、装置及计算机设备
技术领域
本申请涉及雷电仿真技术领域，特别是涉及一种限流器的雷电过电压仿真计算方法、装置及计算机设备。
背景技术
随着电网的快速发展，电网规模也在进一步扩大，同时电网中短路电流超标问题也日益严重。现有技术中一般采用限流器来控制短路电流，从而保护电网的安全稳定运行。
目前限流器的设计主要以220kV及以下电压等级的产品为主。500kV电压等级的限流器对于雷电冲击的绝缘水平要求比较高。因500kV电压等级的基于高耦合分裂电抗器的限流器的结构已发生较大变化，其各组件的雷电冲击绝缘水平需要重新进行计算研究，因此，目前市场上暂无500kV电压等级的限流器。对于500kV电压等级的限流器重新设计，需首先考虑其对于雷电冲击的绝缘水平。500kV以上的雷电过电压因出现时间极其短，电压又极高，很难准确的获取。因此，目前限流器在设计过程中所能承受的雷电过电压无法被确定。
发明内容
基于此，有必要针对目前限流器在设计过程中所能承受的雷电过电压无法被确定的问题，提供一种限流器的雷电过电压仿真计算方法、装置及计算机设备。
一种限流器的雷电过电压仿真计算方法，包括：
根据进线段杆塔参数、绝缘子参数、输电线路参数、工频电源参数、避雷器参数分别建立基于高频电磁暂态的进线段杆塔模型、闪络判据模型、输电线路模型、工频电源模型和避雷器模型；
根据限流器的原理及结构，建立限流器模型；
根据所述进线段杆塔模型、所述闪络判据模型、所述输电线路模型、所述工频电源模型、所述避雷器模型和所述限流器模型，确定雷电过电压仿真分析模型；
获取所述输电线路的落雷次数；
获取所述限流器的预设使用年限和使用地区的雷电系数；
根据所述落雷次数、所述预设使用年限、所述输电线路参数和所述雷电系数计算雷电流幅值；
根据所述雷电流幅值，通过所述雷电过电压仿真分析模型仿真计算所述限流器的雷电过电压。
在其中一个实施例中，所述获取所述输电线路的落雷次数，包括：
统计所述输电线路的地闪密度；
获取相邻两个避雷线之间的间距；
根据所述地闪密度、所述进线段杆塔参数和所述相邻两个避雷线之间的间距计算所述落雷次数。
在其中一个实施例中，所述根据所述地闪密度、所述进线段杆塔参数和所述相邻两个避雷线之间的间距计算所述落雷次数，包括：
通过公式(1)计算所述落雷次数；
Figure BDA0002287219970000021
其中，NL为所述落雷次数；Ng为所述地闪密度；hT为杆塔高度；d为所述相邻两个避雷线之间的间距。
在其中一个实施例中，所述根据所述落雷次数、所述预设使用年限、所述输电线路参数和所述雷电系数计算雷电流幅值，包括：
根据所述落雷次数、所述预设使用年限和所述输电线路参数计算落雷概率；
根据所述落雷概率和所述雷电系数计算所述雷电流幅值。
在其中一个实施例中，所述根据所述落雷次数、所述预设使用年限和所述输电线路参数计算落雷概率，包括：
通过公式(2)计算所述落雷概率；
Figure BDA0002287219970000031
其中，I0为雷电流幅值；P(I0)为雷电流幅值超过I0的所述落雷概率；α、β为所述雷电系数；L为进线端长度；NL为所述落雷次数。
在其中一个实施例中，所述根据所述落雷概率和所述雷电系数计算所述雷电流幅值，包括：
通过公式(3)计算所述雷电流幅值；
Figure BDA0002287219970000032
其中：I0为雷电流幅值，kA；P(I0)为雷电流幅值超过I0的所述落雷概率；α、β为系数；L为进线端长度；NL为所述落雷次数。
在其中一个实施例中，所述限流器为高耦合分裂限流器，所述限流器模型为高耦合分裂限流器模型。
一种限流器的雷电过电压仿真计算装置，包括：
第一模型建立模块，用于根据进线段杆塔参数、绝缘子参数、输电线路参数、工频电源参数、避雷器参数分别建立基于高频电磁暂态的进线段杆塔模型、闪络判据模型、输电线路模型、工频电源模型和避雷器模型；
第二模型建立模块，用于根据限流器的原理及结构，建立限流器模型；
第三模型建立模块，用于根据所述进线段杆塔模型、所述闪络判据模型、所述输电线路模型、所述工频电源模型、所述避雷器模型和所述限流器模型，确定雷电过电压仿真分析模型；
第一数据获取模块，用于获取所述输电线路的落雷次数；
第二数据获取模块，用于获取所述限流器的预设使用年限和使用地区的雷电系数；
雷电流幅值计算模块，用于根据所述落雷次数、所述预设使用年限、所述输电线路参数和所述雷电系数计算雷电流幅值；
过电压仿真计算模块，用于根据所述雷电流幅值，通过所述雷电过电压仿真分析模型仿真计算所述限流器的雷电过电压。
一种计算机设备，包括：包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
本申请实施例提供了一种限流器的雷电过电压仿真计算方法、装置及计算机设备。所述雷电过电压仿真计算方法只需通过建立限流器模型，然后结合进线段杆塔模型、闪络判据模型、输电线路模型、工频电源模型和避雷器模型确定雷电过电压仿真分析模型，将计算得出的雷电流幅值输入至所述雷电过电压仿真分析模型进行仿真模拟，即可得到限流器的雷电过电压。解决了目前限流器在设计过程中所能承受的雷电过电压无法被确定的技术问题，达到了简单安全的确定所述限流器的雷电过电压的目的。本申请实施例所述落雷次数和所述雷电流系数均为可变参数，可根据所述限流器使用地区的不同而作具体调整，从而使得本申请实施例所述雷电过电压仿真计算方法与实际所述雷电过电压结果契合度更高。
附图说明
图1为本申请一个实施例限流器的雷电过电压仿真计算方法的应用场景示意图；
图2为本申请一个实施例限流器的雷电过电压仿真计算方法的流程示意图；
图3为本申请一个实施例限流器的雷电过电压仿真计算方法的流程示意图；
图4为本申请一个实施例限流器的雷电过电压仿真计算方法的流程示意图；
图5为本申请一个实施例高耦合分裂限流器模型示意图；
图6为本申请一个实施例所述高耦合分裂限流器的雷电过电压仿真计算结果示意图；
图7为本申请一个实施例限流器的雷电过电压仿真计算装置示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请的一种限流器的雷电过电压仿真计算方法、装置及计算机设备进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无
特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参见图1，本申请实施例提供的限流器的雷电过电压仿真计算方法可以应用于计算机设备，该计算机设备的内部结构图可以如图1所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种限流器的雷电过电压仿真计算方法。
所述限流器的雷电过电压在正常情况下，出现时间极其短，电压又极高，很难准确的获取。通过限流器的雷电过电压仿真计算方法对所述限流器的雷电过电压的进行仿真模拟计算可以获取所诉所述限流器的雷电过电压。所述限流器一般应用于变电站环境中，为所述变电站中的设备进行限流保护。所述变电站的基本设备一般包括：电源、变电器、杆塔、输电线、避雷器、限流器等。
请参见图2，本申请一个实施例提供一种限流器的雷电过电压仿真计算方法，所述方法用于仿真计算限流器的雷电过电压。
所述限流器的雷电过电压仿真计算方法包括以下步骤：
S100，根据进线段杆塔参数、绝缘子参数、输电线路参数、工频电源参数、避雷器参数分别建立基于高频电磁暂态的进线段杆塔模型、闪络判据模型、输电线路模型、工频电源模型和避雷器模型。
所述进线段塔杆参数是指用于表征所述杆塔的基本结构和特性的相关参数。所述进线段杆塔参数可以包括：杆塔档距，杆塔高度，杆塔类型，杆塔设置位置、相邻两个杆塔之间的距离等。所述进线段杆塔参数用于建立所述基于高频电磁暂态的进线段杆塔模型。绝缘子是安装在杆塔上为了增加爬电距离的一种电力器件。所述绝缘子参数是指可以表征所述绝缘子的结构和相关性能的相关参数。所述绝缘子参数可以包括：绝缘子类型，绝缘子等级，绝缘子结构高度、绝缘子爬电距离、闪络电压等。
所述绝缘子参数用于建立闪络判据模型。输电线路参数可以包括：线型、进线端长度、出线端长度、在对应环境中的应力、弧垂等。所述输电线路参数用于建立输电线路模型。工频电源是指工作频率是50HZ即可判断该电源是工频电源，相同功率的变压器，工频电源的变压器体积要远大于开关电源的变压器体积。所述工频电源参数可以包括：工频电源的电压、所述工频电源的电流等。所述工频电源参数用于表征所述限流器的电源环境，同时，所述工频电源参数用于建立所述工频电压模型。
避雷器用于保护变电器免受高瞬态过电压危害。所述避雷器参数可以包括：避雷器类型、避雷线类型、相邻两个避雷线之间的间距。所述避雷器参数用于建立所述避雷器模型。本实施例中所述进线段杆塔模型、所述闪络判据模型、所述输电线路模型、所述工频电源模型和所述避雷器模型均用于模拟变电站的环境，即模拟限流器的真实使用环境，为下一步所述限流器的雷电过电压仿真计算做准备。所述进线段杆塔参数、所述绝缘子参数、所述输电线路参数、所述工频电源参数和所述避雷器参数均可以根据所述限流器实际使用的变电站中的所述进线段杆塔、所述绝缘子、所述输电线路、所述工频电源和所述避雷器中采集得到
S200，根据限流器的原理及结构，建立限流器模型。
限流器是用于限制电流的电器元件，限流器包括一个标准环型铁芯，利用可导材料的导态和正常态转变特性及一些辅助部件，在线路出现故障时产生一个适当的阻抗来实现限流。所述限流器模型用于作为基础模型，为后续进行所述限流器的雷电过电压仿真计算做准备。所述限流器模型的具体建立方法可以根据实际需求选择，本申请不做限定。
S300，根据所述进线段杆塔模型、所述闪络判据模型、所述输电线路模型、所述工频电源模型、所述避雷器模型和所述限流器模型，确定雷电过电压仿真分析模型。
所述限流器的雷电过电压在指，所述限流器在遭受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压。在本实例中，建立所述进线段杆塔模型、所述闪络判据模型、所述输电线路模型、所述工频电源模型、所述避雷器模型和所述限流器模型，更加真实的表征所述变电站中的真实环境，使得最终仿真计算得出的限流器的雷电过电压更加接近真实值。
S400，获取所述输电线路的落雷次数。
所述输电线路的落雷次数是指每年每公里输电线路遭受雷电袭击的次数，所述输电线路的落雷次数根据不同地区的情况而具有不同数值。本实施例所述输电线路的落雷次数可以根据实际情况取所述限流器使用地区的所述输电线路的落雷次数即可。
S500，获取所述限流器的预设使用年限和使用地区的雷电系数。
所述限流器的预设使用年限是指预先设定的所述限流器的使用寿命，单位为年。例如，所述预设使用年限可以为十年、二十年、五十年、一百年等，所述预设使用年限可以根据所述限流器实际情况具体限定。
雷电系数是指在雷电流概率或者雷电流幅值计算时的修正系数，包括第一系数和第二系数。所述第一系数和所述第二系数根据雷电发生地区的不同，具有不同的数值。所述雷电系数可以在各地区雷电定位系统的数据中国采集得到。
S600，根据所述落雷次数、所述预设使用年限、所述输电线路参数和所述雷电系数计算雷电流幅值。
所述雷电流幅值是指，在雷电放电过程中产生的最大电流。在本实施例中，所述雷电流幅值用于表征所述限流器所能承受最大雷电冲击的电压。所述使用地区的雷电系数在不同地区具有不同数值，可根据实际使用地区具体调整，使得本实施例所述雷电流幅值仿真计算结果与所述限流器使用地区的真实的所述雷电流幅值更加接近，从而提高本实施例所述雷电流幅值所述雷电流幅值模拟结果的真实可靠性。
S700，根据所述雷电流幅值，通过所述雷电过电压仿真分析模型仿真计算所述限流器的雷电过电压。
所述雷电流幅值可以根据所述预设使用年限和具体使用地区作适应性调整。所述限流器的雷电过电压是根据所述雷电流幅值，通过所述雷电过电压仿真分析模型仿真计算得到。因此，本实施例所述限流器的雷电过电压的仿真计算结果也可以根据不同的所述预设使用年限和具体使用地区作相应的调整。从而使得本实施例所述限流器的雷电过电压仿真计算结果与所述限流器实际使用地区的真实雷电过电压值更加接近，从而提高本实施例所述雷电流幅值所述雷电流幅值模拟结果的真实可靠性。
本实施例提供了一种限流器的雷电过电压仿真计算方法，所述雷电过电压仿真计算方法只需通过建立限流器模型，然后结合进线段杆塔模型、闪络判据模型、输电线路模型、工频电源模型和避雷器模型确定雷电过电压仿真分析模型，将计算得出的雷电流幅值输入至所述雷电过电压仿真分析模型进行仿真模拟，即可得到限流器的雷电过电压。本实施例提供的方法解决了目前限流器在设计过程中所能承受的雷电过电压无法被确定的技术问题，达到了简单安全的确定所述限流器的雷电过电压的目的。本实施例所述落雷次数和所述雷电流系数均为可变参数，可根据所述限流器使用地区不同而作具体调整，从而使得所述雷电过电压仿真计算方法与实际雷电过电压结果契合度更高，从而使得对雷电过电压的模拟更准确、更真实。
请参见图3，本实施例涉及获取所述输电线路的落雷次数的一种可能的实现方式，即，S400包括：
S410，统计所述输电线路的地闪密度。
地闪是指云内荷电中心与大地和地物之间的放电过程，所述地闪密度是指每年每平方公里发生的地闪次数。在本实施例中，所述地闪密度可以根据历年所述限流器使用地区输电线路的地闪密度统计而来，与所述限流器实际使用地区的具体环境更加契合，从而使得本实例所述落雷次数的计算更加接近真实值。
S420，获取相邻两个避雷线之间的间距。
所述避雷线是指所述避雷器的防雷引下线，本实施例中所述相邻两个避雷线之间的间距是指电气间距，即雷电流流经避雷带及防雷引下线时，所经过的路径。
S430，根据所述地闪密度、所述进线段杆塔参数和所述相邻两个避雷线之间的间距计算所述落雷次数。
在一个具体的实施例中，S430，所述根据所述地闪密度、所述进线段杆塔参数和所述相邻两个避雷线之间的间距计算所述落雷次数，包括：
通过公式(1)计算所述落雷次数；
Figure BDA0002287219970000111
其中，NL为所述落雷次数；Ng为所述地闪密度；hT为杆塔高度；d为所述相邻两个避雷线之间的间距。
请参见图4，在一个实施例中，所述S600，根据所述落雷次数、所述预设使用年限、所述输电线路参数和所述雷电系数计算雷电流幅值，包括：
S610，根据所述落雷次数、所述预设使用年限和所述输电线路参数计算落雷概率。
落雷概率是指一个地区每年遭受雷电袭击的概率。在本实施例中，所述落雷概率是指每年在该地区发生雷电流幅值超过预设雷电流幅值的落雷概率。在本实施例中，所述落雷概率用于表征每年所述限流器遭受超过预设雷电流幅值的概率。
在一个具体的实施例中，可以通过公式(2)计算所述落雷概率：
Figure BDA0002287219970000112
/>
其中，I0为雷电流幅值；P(I0)为雷电流幅值超过I0的所述落雷概率；α、β为所述雷电系数；L为进线端长度；NL为所述落雷次数。
S620，根据所述落雷概率和所述雷电系数计算所述雷电流幅值。
同上，所述预设使用年限可以根据实际情况具体限定，本实施例不作具体限定。所述输电线路参数可以包括：线型、进线端长度、出线端长度、在对应环境中的应力、弧垂等。
所述S620，根据所述落雷概率和所述雷电系数计算所述雷电流幅值，包括：
通过公式(3)计算所述雷电流幅值；
Figure BDA0002287219970000121
其中：I0为雷电流幅值，kA；P(I0)为雷电流幅值超过I0的所述落雷概率；α、β为系数；L为进线端长度；NL为所述落雷次数。
请参见图5，在一个实施例中，所述限流器为高耦合分裂限流器，所述限流器模型为高耦合分裂限流器模型。
所述高耦合分裂限流器可以为两臂反耦的四端元件，由第一电感和第二电感并联构成。所述第一电感的两端分别串联有一电容组件，所述第二电感与所述第一电感、和两个所述电容组件均并联连接。通过在所述第一电感和所述第二电感的两个分别设置有一个电容组件，从而将所述第一电感和第二电感之间的端间电压降低。本实施例所述高耦合分裂限流器所述第一电感和第二电感之间的端间电压低，从而降低了对于所述限流器绝缘性要求，提高了对于所述高频雷电响应的安全性。
本实施例中，所述限流器模型为高耦合分裂限流器模型，所述高耦合分裂限流器模型是基于所述高耦合分裂限流器而建立的模型，用于表征所述高耦合分裂限流器的性能参数。
请参见图6，图6为在所述杆塔遭受幅值为177kA的雷电流，所述高耦合分裂限流器的预设使用年限为一百年时，采用本实施例所述限流器的雷电过电压仿真计算方法仿真计算出来的，所述高耦合分裂限流器的端间雷电过电压和臂间雷电过电压的波形图。由计算结果可知，所述高耦合分裂限流器端间过电压和臂间过电压最大值出现在雷电波侵入所述高耦合分裂限流器的初始时刻，且过电压整体呈衰减趋势。因此，所述高耦合分裂限流器对于高频雷电的限流性能高。
应该理解的是，虽然流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
请参见图7，在一个实施例中，提供了一种限流器的雷电过电压仿真计算装置10，包括：第一模型建立模块100、第二模型建立模块200，第三模型建立模块300,第一数据获取模块400，第二数据获取模块500，雷电流幅值计算模块600和过电压仿真计算模块700。其中：
所述第一模型建立模块100用于根据进线段杆塔参数、绝缘子参数、输电线路参数、工频电源参数、避雷器参数分别建立基于高频电磁暂态的进线段杆塔模型、闪络判据模型、输电线路模型、工频电源模型和避雷器模型。
所述第二模型建立模块200用于根据限流器的原理及结构，建立限流器模型。
所述第三模型建立模块300用于根据所述进线段杆塔模型、所述闪络判据模型、所述输电线路模型、所述工频电源模型、所述避雷器模型和所述限流器模型，确定雷电过电压仿真分析模型。
所述第一数据获取模块400用于获取所述输电线路的落雷次数。
所述第二数据获取模块500用于获取所述限流器的预设使用年限和使用地区的雷电系数。
所述雷电流幅值计算模块600用于根据所述落雷次数、所述预设使用年限、所述输电线路参数和所述雷电系数计算雷电流幅值。
所述过电压仿真计算模块700用于根据所述雷电流幅值，通过所述雷电过电压仿真分析模型仿真计算所述限流器的雷电过电压。
在一个实施例中，所述第一数据获取模块400用于：统计所述输电线路的地闪密度；获取相邻两个避雷线之间的间距；根据所述地闪密度、所述进线段杆塔参数和所述相邻两个避雷线之间的间距计算所述落雷次数。
在一个具体的实施例中，所述根据所述地闪密度、所述进线段杆塔参数和所述相邻两个避雷线之间的间距计算所述落雷次数，包括：
通过公式(1)计算所述落雷次数；
Figure BDA0002287219970000141
其中，NL为所述落雷次数；Ng为所述地闪密度；hT为杆塔高度；d为所述相邻两个避雷线之间的间距。
在一个实施例中，所述根据所述落雷次数、所述预设使用年限、所述输电线路参数和所述雷电系数计算雷电流幅值，包括：根据所述落雷次数、所述预设使用年限和所述输电线路参数计算落雷概率；根据所述落雷概率和所述雷电系数计算所述雷电流幅值。
在一个实施例中，所述根据所述落雷次数、所述预设使用年限和所述输电线路参数计算落雷概率，包括：
通过公式(2)计算所述落雷概率；
Figure BDA0002287219970000151
其中，I0为雷电流幅值；P(I0)为雷电流幅值超过I0的所述落雷概率；α、β为所述雷电系数；L为进线端长度；NL为所述落雷次数。
在一个实施例中，所述根据所述落雷概率和所述雷电系数计算所述雷电流幅值，包括：
通过公式(3)计算所述雷电流幅值；
Figure BDA0002287219970000152
其中：I0为雷电流幅值，kA；P(I0)为雷电流幅值超过I0的所述落雷概率；α、β为系数；L为进线端长度；NL为所述落雷次数。
在一个实施例中，所述限流器为高耦合分裂限流器，所述限流器模型为高耦合分裂限流器模型。
关于所述限流器的雷电过电压仿真计算装置10的具体限定可以参见上文中对于限流器的雷电过电压仿真计算方法的限定，在此不再赘述。上述所述限流器的雷电过电压仿真计算装置10中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括：包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如下步骤：
根据进线段杆塔参数、绝缘子参数、输电线路参数、工频电源参数、避雷器参数分别建立基于高频电磁暂态的进线段杆塔模型、闪络判据模型、输电线路模型、工频电源模型和避雷器模型。
根据限流器的原理及结构，建立限流器模型。
根据所述进线段杆塔模型、所述闪络判据模型、所述输电线路模型、所述工频电源模型、所述避雷器模型和所述限流器模型，确定雷电过电压仿真分析模型。
获取所述输电线路的落雷次数。
获取所述限流器的预设使用年限和使用地区的雷电系数。
根据所述落雷次数、所述预设使用年限、所述输电线路参数和所述雷电系数计算雷电流幅值。
根据所述雷电流幅值，通过所述雷电过电压仿真分析模型仿真计算所述限流器的雷电过电压。
在一个实施例中，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述获取所述输电线路的落雷次数的步骤包括：统计所述输电线路的地闪密度；获取相邻两个避雷线之间的间距；根据所述地闪密度、所述进线段杆塔参数和所述相邻两个避雷线之间的间距计算所述落雷次数。
在一个实施例中，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述根据所述地闪密度、所述进线段杆塔参数和所述相邻两个避雷线之间的间距计算所述落雷次数的步骤，包括：
通过公式(1)计算所述落雷次数；
Figure BDA0002287219970000161
其中，NL为所述落雷次数；Ng为所述地闪密度；hT为杆塔高度；d为所述相邻两个避雷线之间的间距。
在一个实施例中，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述根据所述落雷次数、所述预设使用年限、所述输电线路参数和所述雷电系数计算雷电流幅值时的步骤，包括：
根据所述落雷次数、所述预设使用年限和所述输电线路参数计算落雷概率；
根据所述落雷概率和所述雷电系数计算所述雷电流幅值。
在一个实施例中，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述根据所述落雷次数、所述预设使用年限和所述输电线路参数计算落雷概率的步骤时，包括：
通过公式(2)计算所述落雷概率；
Figure BDA0002287219970000171
其中，I0为雷电流幅值；P(I0)为雷电流幅值超过I0的所述落雷概率；α、β为所述雷电系数；L为进线端长度；NL为所述落雷次数。
在一个实施例中，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述根据所述落雷概率和所述雷电系数计算所述雷电流幅值的步骤，包括：
通过公式(3)计算所述雷电流幅值；
Figure BDA0002287219970000172
其中：I0为雷电流幅值，kA；P(I0)为雷电流幅值超过I0的所述落雷概率；α、β为系数；L为进线端长度；NL为所述落雷次数。
在一个实施例中，所述限流器为高耦合分裂限流器，所述限流器模型为高耦合分裂限流器模型。
一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：
根据进线段杆塔参数、绝缘子参数、输电线路参数、工频电源参数、避雷器参数分别建立基于高频电磁暂态的进线段杆塔模型、闪络判据模型、输电线路模型、工频电源模型和避雷器模型。
根据限流器的原理及结构，建立限流器模型。
根据所述进线段杆塔模型、所述闪络判据模型、所述输电线路模型、所述工频电源模型、所述避雷器模型和所述限流器模型，确定雷电过电压仿真分析模型。
获取所述输电线路的落雷次数。
获取所述限流器的预设使用年限和使用地区的雷电系数。
根据所述落雷次数、所述预设使用年限、所述输电线路参数和所述雷电系数计算雷电流幅值。
根据所述雷电流幅值，通过所述雷电过电压仿真分析模型仿真计算所述限流器的雷电过电压。
在一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行所述获取所述输电线路的落雷次数时步骤，包括：
统计所述输电线路的地闪密度；
获取相邻两个避雷线之间的间距；
根据所述地闪密度、所述进线段杆塔参数和所述相邻两个避雷线之间的间距计算所述落雷次数。
在一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行所述根据所述地闪密度、所述进线段杆塔参数和所述相邻两个避雷线之间的间距计算所述落雷次数时的步骤，包括：
通过公式(1)计算所述落雷次数；
Figure BDA0002287219970000191
其中，NL为所述落雷次数；Ng为所述地闪密度；hT为杆塔高度；d为所述相邻两个避雷线之间的间距。
在一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行所述根据所述落雷次数、所述预设使用年限、所述输电线路参数和所述雷电系数计算雷电流幅值时的步骤，包括：
根据所述落雷次数、所述预设使用年限和所述输电线路参数计算落雷概率；
根据所述落雷概率和所述雷电系数计算所述雷电流幅值。
在一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行所述根据所述落雷次数、所述预设使用年限和所述输电线路参数计算落雷概率时的步骤，包括：
通过公式(2)计算所述落雷概率；
Figure BDA0002287219970000192
其中，I0为雷电流幅值；P(I0)为雷电流幅值超过I0的所述落雷概率；α、β为所述雷电系数；L为进线端长度；NL为所述落雷次数。
在一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行所述根据所述落雷概率和所述雷电系数计算所述雷电流幅值时的步骤，包括：
通过公式(3)计算所述雷电流幅值；
Figure BDA0002287219970000193
其中：I0为雷电流幅值，kA；P(I0)为雷电流幅值超过I0的所述落雷概率；α、β为系数；L为进线端长度；NL为所述落雷次数。
在一个实施例中，所述限流器为高耦合分裂限流器，所述限流器模型为高耦合分裂限流器模型。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种限流器的雷电过电压仿真计算方法，其特征在于，包括：
根据进线段杆塔参数、绝缘子参数、输电线路参数、工频电源参数、避雷器参数分别建立基于高频电磁暂态的进线段杆塔模型、闪络判据模型、输电线路模型、工频电源模型和避雷器模型；
根据限流器的原理及结构，建立限流器模型；
根据所述进线段杆塔模型、所述闪络判据模型、所述输电线路模型、所述工频电源模型、所述避雷器模型和所述限流器模型，确定雷电过电压仿真分析模型；
获取所述输电线路的落雷次数；
获取所述限流器的预设使用年限和使用地区的雷电系数；
根据所述落雷次数、所述预设使用年限、所述输电线路参数和所述雷电系数计算雷电流幅值；
根据所述雷电流幅值，通过所述雷电过电压仿真分析模型仿真计算所述限流器的雷电过电压。
2.根据权利要求1所述的限流器的雷电过电压仿真计算方法，其特征在于，所述获取所述输电线路的落雷次数，包括：
统计所述输电线路的地闪密度；
获取相邻两个避雷线之间的间距；
根据所述地闪密度、所述进线段杆塔参数和所述相邻两个避雷线之间的间距计算所述落雷次数。
3.根据权利要求2所述的限流器的雷电过电压仿真计算方法，其特征在于，所述根据所述地闪密度、所述进线段杆塔参数和所述相邻两个避雷线之间的间距计算所述落雷次数，包括：
通过公式(1)计算所述落雷次数；
Figure FDA0004172791220000021
其中，NL为所述落雷次数；Ng为所述地闪密度；hT为杆塔高度；d为所述相邻两个避雷线之间的间距。
4.根据权利要求3所述的限流器的雷电过电压仿真计算方法，其特征在于，所述根据所述落雷次数、所述预设使用年限、所述输电线路参数和所述雷电系数计算雷电流幅值，包括：
根据所述落雷次数、所述预设使用年限和所述输电线路参数计算落雷概率；
根据所述落雷概率和所述雷电系数计算所述雷电流幅值。
5.根据权利要求4所述的限流器的雷电过电压仿真计算方法，其特征在于，所述根据所述落雷次数、所述预设使用年限和所述输电线路参数计算落雷概率，包括：
通过公式(2)计算所述落雷概率；
Figure FDA0004172791220000022
其中，I0为雷电流幅值；P(I0)为雷电流幅值超过I0的所述落雷概率；L为进线端长度；NL为所述落雷次数；N为所述预设使用年限。
6.根据权利要求5所述的限流器的雷电过电压仿真计算方法，其特征在于，所述根据所述落雷概率和所述雷电系数计算所述雷电流幅值，包括：
通过公式(3)计算所述雷电流幅值；
Figure FDA0004172791220000023
其中：I0为雷电流幅值，kA；P(I0)为雷电流幅值超过I0的所述落雷概率；α、β为所述雷电系数。
7.根据权利要求1所述的限流器的雷电过电压仿真计算方法，其特征在于，所述限流器为高耦合分裂限流器，所述限流器模型为高耦合分裂限流器模型。
8.一种限流器的雷电过电压仿真计算装置，其特征在于，包括：
第一模型建立模块，用于根据进线段杆塔参数、绝缘子参数、输电线路参数、工频电源参数、避雷器参数分别建立基于高频电磁暂态的进线段杆塔模型、闪络判据模型、输电线路模型、工频电源模型和避雷器模型；
第二模型建立模块，用于根据限流器的原理及结构，建立限流器模型；
第三模型建立模块，用于根据所述进线段杆塔模型、所述闪络判据模型、所述输电线路模型、所述工频电源模型、所述避雷器模型和所述限流器模型，确定雷电过电压仿真分析模型；
第一数据获取模块，用于获取所述输电线路的落雷次数；
第二数据获取模块，用于获取所述限流器的预设使用年限和使用地区的雷电系数；
雷电流幅值计算模块，用于根据所述落雷次数、所述预设使用年限、所述输电线路参数和所述雷电系数计算雷电流幅值；
过电压仿真计算模块，用于根据所述雷电流幅值，通过所述雷电过电压仿真分析模型仿真计算所述限流器的雷电过电压。
9.一种计算机设备，包括：包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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