CN112865007A - 10kV配网变压器雷电防护方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

10kV配网变压器雷电防护方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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刘宇
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胡泰山
刘浩
梅琪
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Abstract

本发明公开了一种10kV配网变压器雷电防护方法、装置、设备及存储介质，所述方法应用于10kV配网系统，所述配网系统包括台区设备和架空线路，且在所述台区设备高压侧引线处安装有带间隙的避雷器，所述方法包括：获取10kV配网系统的雷电活动数据和台区设备的电气参数；将所述雷电活动数据和所述台区设备的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述台区设备的防雷参数；根据所述台区设备的防雷参数对所述台区设备进行防雷操作。本发明通过在台区设备的高压侧引线处安装带间隙的避雷器，能够逐级降低雷电冲击电压，使台区设备的雷击损坏率大幅下降，提高配网变压器的雷电防护水平。

Description

10kV配网变压器雷电防护方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及配电线路工程技术领域，尤其涉及一种10kV配网变压器雷电防护方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
目前配网线路常采用安装瓷横担或其它绝缘水平较高的绝缘子方式，来提高线路的绝缘水平。由于绝缘子U50％全波冲击闪络电压达210-280kV，因此线路整体绝缘水平较高，而台区设备的雷电冲击绝缘水平相对线路绝缘子的绝缘水平低很多，已成为配电网络的绝缘薄弱点。一旦靠近台区的10kV线路遭受雷电反击或雷电直击，雷电过电压将沿10kV线路传播，由于绝缘子绝缘水平高，不易闪络，使得雷电过电流缺乏泄流通道，造成高达75kV～200kV左右的雷电冲击电压将从10kV线路进入台区高压无间隙避雷器或其他设备。此时，由于台区缺少前级保护，高幅值的雷电冲击电压将直接作用在变压器的无间隙氧化锌避雷器及变压器上，使无间隙氧化锌避雷器电气应力超标造成损坏，从而进一步导致变压器的损坏。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种10kV配网变压器雷电防护方法、装置、设备及存储介质，能够逐级降低雷电冲击电压，使台区设备的雷击损坏率大幅下降，提高配网变压器的雷电防护水平。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种10kV配网变压器雷电防护方法，所述方法应用于10kV配网系统，所述配网系统包括台区设备和架空线路，且在所述台区设备高压侧引线处安装有带间隙的避雷器，所述方法包括：
获取10kV配网系统的雷电活动数据和台区设备的电气参数；
将所述雷电活动数据和所述台区设备的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述台区设备的防雷参数；
根据所述台区设备的防雷参数对所述台区设备进行防雷操作。
进一步的，所述台区设备包括带间隙的避雷器、变压器避雷器和变压器，则将所述雷电活动数据和所述台区设备的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述台区设备的防雷参数，具体包括：
将所述雷电活动数据和所述带间隙的避雷器的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述带间隙的避雷器的防雷参数；
将所述雷电活动数据和所述变压器避雷器的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述变压器避雷器的防雷参数；
将所述雷电活动数据和所述变压器的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述变压器的防雷参数。
进一步的，所述带间隙的避雷器、所述变压器避雷器和所述变压器之间等电位连接。
进一步的，所述雷电活动数据包括地闪密度、雷电流幅值和雷电流幅值分布概率。
进一步的，所述带间隙的避雷器的防雷参数包括间隙距离和击穿电压；所述变压器避雷器的防雷参数包括变压器避雷器引线长度、变压器避雷器到带间隙的避雷器之间的引线长度和变压器避雷器残压；所述变压器的防雷参数包括雷击耐受电压和变压器残压。
本发明实施例还提供了一种10kV配网变压器雷电防护装置，所述装置应用于10kV配网系统，所述配网系统包括台区设备和架空线路，且在所述台区设备高压侧引线处安装有带间隙的避雷器，所述装置包括：
获取模块，用于获取10kV配网系统的雷电活动数据和台区设备的电气参数；
输入模块，用于将所述雷电活动数据和所述台区设备的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述台区设备的防雷参数；
操作模块，用于根据所述台区设备的防雷参数对所述台区设备进行防雷操作。
本发明实施例还提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的10kV配网变压器雷电防护方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任一项所述的10kV配网变压器雷电防护方法。
相对于现有技术，本发明实施例提供的一种10kV配网变压器雷电防护方法、装置、设备及存储介质的有益效果在于：通过在台区设备的高压侧引线处安装带间隙的避雷器，并获取10kV配网系统的雷电活动数据和台区设备的电气参数；将所述雷电活动数据和所述台区设备的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述台区设备的防雷参数；根据所述台区设备的防雷参数对所述台区设备进行防雷操作。本发明实施例能够逐级降低雷电冲击电压，消减雷电波的峰值和幅值，从而使流经避雷器的雷电流幅值和陡度降低到合理范围内，实现配网线路与台区设备的绝缘配合，提高配网台区设备抵御雷电风险能力，使台区设备的雷击损坏率大幅下降，提高配网变压器的雷电防护水平。
附图说明
图1是本发明提供的一种10kV配网变压器雷电防护方法的一个优选实施例的流程示意图；
图2是本发明提供的一种10kV配网变压器雷电防护装置的一个优选实施例的结构示意图；
图3是本发明提供的一种终端设备的一个优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1是本发明提供的一种10kV配网变压器雷电防护方法的一个优选实施例的流程示意图。所述方法应用于10kV配网系统，所述配网系统包括台区设备和架空线路，且在所述台区设备高压侧引线处安装有带间隙的避雷器，所述方法包括：
S1，获取10kV配网系统的雷电活动数据和台区设备的电气参数；
S2，将所述雷电活动数据和所述台区设备的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述台区设备的防雷参数；
S3，根据所述台区设备的防雷参数对所述台区设备进行防雷操作。
具体的，首先获取10kV配网系统的雷电活动数据和台区设备的电气参数，然后将所述雷电活动数据和所述台区设备的电气参数输入到预设的雷电冲击模型中，从而得到所述台区设备的防雷参数；最后根据所述台区设备的防雷参数对所述台区设备进行防雷操作。
需要说明的是，预设的雷电冲击模型可以通过电磁暂态仿真程序EMTP或PSCAD进行建立，且雷电冲击模型包括但不限于架空线路模型、带间隙的避雷器模型、变压器避雷器模型和变压器模型。
本实施例通过在台区设备的高压侧引线处安装带间隙的避雷器，能够逐级降低雷电冲击电压，消减雷电波的峰值和幅值，从而使流经避雷器的雷电流幅值和陡度降低到合理范围内，实现配网线路与台区设备的绝缘配合，提高配网台区设备抵御雷电风险能力，使台区设备的雷击损坏率大幅下降，提高配网变压器的雷电防护水平。
在另一个优选实施例中，所述台区设备包括带间隙的避雷器、变压器避雷器和变压器，则将所述雷电活动数据和所述台区设备的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述台区设备的防雷参数，具体包括：
S201，将所述雷电活动数据和所述带间隙的避雷器的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述带间隙的避雷器的防雷参数；
S202，将所述雷电活动数据和所述变压器避雷器的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述变压器避雷器的防雷参数；
S203，将所述雷电活动数据和所述变压器的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述变压器的防雷参数。
本实施例通过得到台区设备中各个设备的防雷参数，根据防雷参数对每个设备进行防雷操作，能够逐级降低雷电冲击电压，消减雷电波的峰值和幅值，从而使流经避雷器的雷电流幅值和陡度降低到合理范围内，实现配网线路与台区设备的绝缘配合，提高配网台区设备抵御雷电风险能力，使台区设备的雷击损坏率大幅下降，提高配网变压器的雷电防护水平。
在又一个优选实施例中，所述带间隙的避雷器、所述变压器避雷器和所述变压器之间等电位连接。
本实施例通过在配网台区设备作均压等电位连接，均衡两级避雷装置及设备各部分不产生足以致损的电位差，使系统所在环境及系统本身所有金属导电体的电位在瞬态现象时保持基本相等，从而限制雷电过电压幅值，使流经避雷器的雷电流幅值和陡度降低到合理范围内，实现配网线路与台区设备的绝缘配合。
作为优选方案，所述雷电活动数据包括地闪密度、雷电流幅值和雷电流幅值分布概率。
具体的，获取10kV配网系统的地闪密度、雷电流幅值和雷电流幅值分布概率以及台区设备的电气参数，然后将地闪密度、雷电流幅值和雷电流幅值分布概率及台区设备的电气参数一起输入到预设的雷电冲击模型，从而得到所述台区设备的防雷参数。
作为优选方案，所述带间隙的避雷器的防雷参数包括间隙距离和击穿电压；所述变压器避雷器的防雷参数包括变压器避雷器引线长度、变压器避雷器到带间隙的避雷器之间的引线长度和变压器避雷器残压；所述变压器的防雷参数包括雷击耐受电压和变压器残压。
具体的，根据间隙距离和击穿电压对所述带间隙的避雷器进行设置，从而使其进行防雷操作；根据变压器避雷器引线长度、变压器避雷器到带间隙的避雷器之间的引线长度和变压器避雷器残压对所述变压器避雷器进行设置，从而使其进行防雷操作；根据雷击耐受电压和变压器残压对所述变压器进行设置，从而使其进行防雷操作。本发明实施例能够逐级降低雷电冲击电压，消减雷电波的峰值和幅值，从而使流经避雷器的雷电流幅值和陡度降低到合理范围内，实现配网线路与台区设备的绝缘配合，提高配网台区设备抵御雷电风险能力，使台区设备的雷击损坏率大幅下降，提高配网变压器的雷电防护水平。
相应地，本发明还提供一种10kV配网变压器雷电防护装置，能够实现上述实施例中的10kV配网变压器雷电防护方法的所有流程。
请参阅图2，图2是本发明提供的一种10kV配网变压器雷电防护装置的一个优选实施例的结构示意图。所述装置应用于10kV配网系统，所述配网系统包括台区设备和架空线路，且在所述台区设备高压侧引线处安装有带间隙的避雷器，所述装置包括：
获取模块201，用于获取10kV配网系统的雷电活动数据和台区设备的电气参数；
输入模块202，用于将所述雷电活动数据和所述台区设备的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述台区设备的防雷参数；
操作模块203，用于根据所述台区设备的防雷参数对所述台区设备进行防雷操作。
优选地，所述台区设备包括带间隙的避雷器、变压器避雷器和变压器，则输入模块202具体包括：
第一输入单元221，用于将所述雷电活动数据和所述带间隙的避雷器的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述带间隙的避雷器的防雷参数；
第二输入单元222，用于将所述雷电活动数据和所述变压器避雷器的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述变压器避雷器的防雷参数；
第三输入单元223，用于将所述雷电活动数据和所述变压器的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述变压器的防雷参数。
优选地，所述带间隙的避雷器、所述变压器避雷器和所述变压器之间等电位连接。
优选地，所述雷电活动数据包括地闪密度、雷电流幅值和雷电流幅值分布概率。
优选地，所述带间隙的避雷器的防雷参数包括间隙距离和击穿电压；所述变压器避雷器的防雷参数包括变压器避雷器引线长度、变压器避雷器到带间隙的避雷器之间的引线长度和变压器避雷器残压；所述变压器的防雷参数包括雷击耐受电压和变压器残压。
在具体实施当中，本发明实施例提供的10kV配网变压器雷电防护装置的工作原理、控制流程及实现的技术效果，与上述实施例中的10kV配网变压器雷电防护方法对应相同，在此不再赘述。
请参阅图3，图3是本发明提供的一种终端设备的一个优选实施例的结构示意图。所述终端设备包括处理器301、存储器302以及存储在所述存储器302中且被配置为由所述处理器301执行的计算机程序，所述处理器301执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的10kV配网变压器雷电防护方法。
优选地，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元(如计算机程序1、计算机程序2、……)，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器302中，并由所述处理器301执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。
所述处理器301可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，通用处理器可以是微处理器，或者所述处理器301也可以是任何常规的处理器，所述处理器301是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接所述终端设备的各个部分。
所述存储器302主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等，数据存储区可存储相关数据等。此外，所述存储器302可以是高速随机存取存储器，还可以是非易失性存储器，例如插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)、安全数字(Secure Digital，SD)卡和闪存卡(Flash Card)等，或所述存储器302也可以是其他易失性固态存储器件。
需要说明的是，上述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器，本领域技术人员可以理解，图3的结构示意图仅仅是上述终端设备的示例，并不构成对上述终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任一实施例所述的10kV配网变压器雷电防护方法。
本发明实施例提供了一种10kV配网变压器雷电防护方法、装置、设备及存储介质，通过在台区设备的高压侧引线处安装带间隙的避雷器，并获取10kV配网系统的雷电活动数据和台区设备的电气参数；将所述雷电活动数据和所述台区设备的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述台区设备的防雷参数；根据所述台区设备的防雷参数对所述台区设备进行防雷操作。本发明实施例能够逐级降低雷电冲击电压，消减雷电波的峰值和幅值，从而使流经避雷器的雷电流幅值和陡度降低到合理范围内，实现配网线路与台区设备的绝缘配合，提高配网台区设备抵御雷电风险能力，使台区设备的雷击损坏率大幅下降，提高配网变压器的雷电防护水平。
需说明的是，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的系统实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种10kV配网变压器雷电防护方法，其特征在于，所述方法应用于10kV配网系统，所述配网系统包括台区设备和架空线路，且在所述台区设备高压侧引线处安装有带间隙的避雷器，所述方法包括：
获取10kV配网系统的雷电活动数据和台区设备的电气参数；
将所述雷电活动数据和所述台区设备的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述台区设备的防雷参数；
根据所述台区设备的防雷参数对所述台区设备进行防雷操作。
2.如权利要求1所述的10kV配网变压器雷电防护方法，其特征在于，所述台区设备包括带间隙的避雷器、变压器避雷器和变压器，则将所述雷电活动数据和所述台区设备的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述台区设备的防雷参数，具体包括：
将所述雷电活动数据和所述带间隙的避雷器的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述带间隙的避雷器的防雷参数；
将所述雷电活动数据和所述变压器避雷器的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述变压器避雷器的防雷参数；
将所述雷电活动数据和所述变压器的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述变压器的防雷参数。
3.如权利要求2所述的10kV配网变压器雷电防护方法，其特征在于，所述带间隙的避雷器、所述变压器避雷器和所述变压器之间等电位连接。
4.如权利要求2所述的10kV配网变压器雷电防护方法，其特征在于，所述雷电活动数据包括地闪密度、雷电流幅值和雷电流幅值分布概率。
5.如权利要求2所述的10kV配网变压器雷电防护方法，其特征在于，所述带间隙的避雷器的防雷参数包括间隙距离和击穿电压；所述变压器避雷器的防雷参数包括变压器避雷器引线长度、变压器避雷器到带间隙的避雷器之间的引线长度和变压器避雷器残压；所述变压器的防雷参数包括雷击耐受电压和变压器残压。
6.一种10kV配网变压器雷电防护装置，其特征在于，所述装置应用于10kV配网系统，所述配网系统包括台区设备和架空线路，且在所述台区设备高压侧引线处安装有带间隙的避雷器，所述装置包括：
获取模块，用于获取10kV配网系统的雷电活动数据和台区设备的电气参数；
输入模块，用于将所述雷电活动数据和所述台区设备的电气参数输入预设的雷电冲击模型，得到所述台区设备的防雷参数；
操作模块，用于根据所述台区设备的防雷参数对所述台区设备进行防雷操作。
7.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任意一项所述的10kV配网变压器雷电防护方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至5中任意一项所述的10kV配网变压器雷电防护方法。
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