一种雷暴天气下架空配电线路的可靠性评测方法_3

文档序号:9667618阅读:来源:国知局
计算而确定雷击线 路故障比例系数的具体取值。
[0072] 以雷击跳闸率模型为基础,结合架空线路雷击跳闸强送不成功率,可得雷暴过程 中第t个时间段内线路瞬时性故障率和永久性故障率分别如下:
[0073] 架空配电线路瞬时性故障率:
[0074] Asl(t) =TR^t)X(l-α) (25)
[0075] 架空配电线路永久性故障率:
[0076] λyl (t) =TRj(t)Xa(26)。
[0077] 4)根据架空配电线路的故障停运历史数据和故障维修历史数据,统计出架空配电 线路各次因雷击故障维修所需的修复时长,并按照预设定的修复时长等级划分标准,将各 次因雷击故障维修按其所需修复时长归类到相应的修复时长等级,从而根据各个修复时长 等级中所含雷击故障维修次数占故障维修历史数据中雷击故障维修总次数的比例,来统计 确定架空配电线路在出现雷击故障维修时所需修复时长在不同修复时长等级的分布概率。
[0078] 修复时长是指元件故障导致停电到故障元件通过修复或更换恢复供电经历的时 间,电力系统可靠性评估中大部分强迫失效是可修复的。当架空配电线路因雷击发生永久 性故障时,需要人工对线路进行矫正性维修。考虑到维修人员的人生安全,雷暴过程结束之 后才能对元件进行维修。雷暴天气下架空线路修复时长会受雷暴强弱、雷暴降雨量和维修 人员素质等诸多因素影响,因此,修复时长是关于这些因素的时变函数,如公式(27)所示:
[0079] R(t) =μ(Lt,Qt, ...) (27);
[0080] 式中,R(t)为雷暴天气下中压线路修复时长;Lt为不同雷暴强度下雷暴持续时间; (^表示与线路修复人员素质有关的影响因素。
[0081] 由于线路的修复过程与人员素质等人为因素有关,很难针对各类因素建立准确的 解析表达式,通常只能通过数据统计得到。通过分析雷暴发生期间架空配电线路印雷击故 障而导致维修所需的修复时长历史数据,不同雷击故障下的修复时长服从指数分布,其概 率分布如图4所示。为了在可靠性评估中计入雷暴天气对修复时长的影响,需综合计入例 如图4中所示的修复时长多水平分级概率密度曲线。为简化分析,可以离散化修复时长概 率密度分布曲线,建立如图4所示的修复时长多水平分级概率密度曲线,图中修复时长等 级的划分可以按照预设定的修复时长等级划分标准来进行,修复时长等级划分的级数越 多,模型越精确。
[0082] 具体操作时预先设定修复时长等级划分标准,则可以根据架空配电线路的故障停 运历史数据和故障维修历史数据,统计出架空配电线路各次因雷击故障维修所需的修复时 长,并按照预设定的修复时长等级划分标准,将各次因雷击故障维修按其所需修复时长归 类到相应的修复时长等级,从而根据各个修复时长等级中所含雷击故障维修次数占故障维 修历史数据中雷击故障维修总次数的比例,来统计确定架空配电线路在出现雷击故障维修 时所需修复时长在不同修复时长等级的分布概率。如表1所示,其中R,为第j个修复时长 等级的修复时长上限值,P.,为架空配电线路在出现雷击故障维修时所需修复时长属于第j 个修复时长等级的概率值,je{1,2,…,m},m为修复时长等级总数。
[0083] 表1修复时长等级及其分布概率示例
[0084]
[0085] 5)根据架空配电线路的雷击线路故障率时变函数以及架空配电线路在出现雷击 故障维修时所需修复时长在不同修复时长等级的分布概率,建立得到以时间为变量的架空 配电线路可靠度计算模型:
[0086]
[0087] 式(28)中,R(t)表示架空配电线路在第t时段的可靠度值;Q(t)表示架空配电线 路在第t时段的不可用度值;R,为第j个修复时长等级的修复时长上限值,P,为架空配电 线路在出现雷击故障维修时所需修复时长属于第j个修复时长等级的概率值,je{1,2,… ,m},m为修复时长等级总数。
[0088] 6)获取未来时间段的雷暴天气预报信息,根据未来时间段的雷暴预报信息确定未 来时间段中各个时段内的地闪密度值,作为架空配电线路可靠度计算模型的输入量,从而 利用空配电线路可靠度计算模型计算得到架空配电线路在未来时间段中各个时段的可靠 度值,依据所计算得到的可靠度值对未来时间段雷暴天气下架空配电线路的可靠性进行评 测;该可靠度值越高,则其对应的雷暴天气下架空配电线路的可靠性越好。
[0089] 该步骤中,在计算架空配电线路在未来时间段中各个时段的可靠度值时,根据上 述的式(28)可知,由于架空配电线路可靠度计算模型中,架空配电线路在未来时间段中第 t时段的可靠度值R(t)与雷击线路故障率时变函数λyl(t)相关,而雷击线路故障率时变函 数λyl(t)与雷击跳闸率时变函数TRjt)相关,根据上述的式(18)以及式(15)和(16)可 知,雷击跳闸率时变函数TRjt)与未来时间段中第t时段内的地闪密度Ng(t)相关,因此, 只要根据未来时间段的雷暴预报信息确定未来时间段中各个时段内的地闪密度值,作为架 空配电线路可靠度计算模型的输入量,即可相应地计算出未来时间段中各个时段的可靠度 值,从而依据可靠度值对雷暴天气下架空配电线路的可靠性加以评测。
[0090] 下面结合【具体实施方式】,进一步说明本发明的技术特点和效果。
[0091] 实施例:
[0092] 本算例以沿海地区某条总长度为15km配电线路为例,采用本发明雷暴天气下架 空配电线路的可靠性评测方法来确认该架空配电线路的可靠度,用于对其进行可靠性的评 测 。
[0093] 本实施例中,统计了架空配电线路的故障停运历史数据和故障维修历史数据,获 取了架空配电线路的几何参数,架空线路杆塔采用水泥塔杆,杆塔最高处导线高度为l〇m; 线路绝缘子采用针式绝缘子(P-15),绝缘子串雷击冲击耐受电压为150kV;导线为三角形 布置,b= 0,导线弧垂为0. 5m。
[0094] 表2本实施例中强雷暴天气下闪电活动情况
[0095]
[0096] 表3本实施例中不同绝缘子U50 %和最小电弧距离 12
2 根据线路所在地区供电局提供的雷暴气象数据与线路停运数据记录,对架空配电 线路的故障次数与雷击跳闸次数之间的函数关系进行线性拟合,进而得到该地区架空配电 线路因雷击跳闸引起故障的雷击线路故障比例系α=0.198。同时,设定的以每4个小时 的时间间隔划分一个修复时长等级,作为修复时长等级划分标准,根据架空配电线路的故 障停运历史数据和故障维修历史数据,统计出架空配电线路各次因雷击故障维修所需的修 复时长,并按照预设定的修复时长等级划分标准,将各次因雷击故障维修按其所需修复时 长归类到相应的修复时长等级,从而根据各个修复时长等级中所含雷击故障维修次数占故 障维修历史数据中雷击故障维修总次数的比例,来统计确定架空配电线路在出现雷击故障 维修时所需修复时长在不同修复时长等级的分布概率,得到该架空配电线路的修复时长等 级及其分布概率如表4所示:
[0099] 表4本实施例中雷暴天气下修复时长等级及其分布概率
[0100]
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