智能电网的普及伴随着日益严重的雷电灾害威胁,也增加了智能电表的损坏概率,因此需要对线路雷电过电压作用下智能电表损坏概率进行合理估算。利用EMTP软件计算线路雷电直击过电压和雷电感应过电压,通过蒙特卡洛模拟法估算雷电过电压作用下智能电表的损坏概率,讨论雷电回击速度对智能电表终端过电压的影响,分析变压器低压侧安装避雷器、智能电表终端安端SPD的防护效果,讨论接地电阻对电表损坏概率的影响。分析结果表明:传递至智能电表终端的雷电过电压波形存在较为明显的振荡,且波头时间较短,过电压幅值较高,可能超过智能电表冲击耐受电压;智能电表过电压累积幅值概率分布曲线随着回击速度的增大而整体右移,导致智能电表损坏概率增加;变压器低压侧和电表终端安装过电压保护设备后,智能电表损坏概率得到大幅度降低。接地电阻对智能电表损坏概率影响非常大,需要尽可能降低避雷器接地电阻以减小电表损坏概率。电表损坏概率估算-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港钢管滚圆机滚弧机折弯机 2018年第6期雷电过电压作用下智能电表损坏概率估算(总第286期)图2雷电感应过电压计算示意图雷电通道底部电流波形选用较为符合实际的Heidler模型，其表达式为［13］i(0，t)=I0(t/τ1)n1+(t+τ1)ne－t/τ2(8)式中:I0为雷电流幅值;τ1和τ2分别为电流上升和衰减时间常数;n与雷电流陡度有关，IEC标准推荐取10。回击通道中雷电流的传输被等效成为一个向上传输的行波及其关于地面的镜像。回击模型考虑回击阶段中电晕电荷作用，采用指数衰减传输线模型(MTLE)，雷电流随着通道高度呈指数衰减［15］。任意高度z和任意时间t的通道电流表达式为i(z，t)=i(0，t－z/v)e－z/λ(9)式中:i(0，t)是雷电通道底部电流波形函数;v为回击电流传播速度［14］本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name;λ是沿雷电流通道的电流衰减常数，取2km［15］。雷电流产生的空间电磁场计算采用偶极子法，将电流通道分解为无穷多个电偶极子，同时考虑其地面镜象影响［16］，电流元产生的电磁场沿整个电流通道积分求得空间任意一点处电磁场。根据Agrawal耦合模型，线路感应过电压通过入射场电压和散射场电压叠加而得，具体表达为［14］V(x，t)=Vi(x，t)+Vs(x，t)(10)入射电压Vi(x，t)表达如l耦合模型中散射电压Vs波头时间;tt为波头时间;U0为幅值为Im的直角波电流产生的感应过电压;u(t)为阶跃函数，为仿真步长。图3给出了EMTP中感应过电压计算电路模型。两段type51型ＲL线路模型表征配电线路匹配波阻抗，下端的4个类型type60电源表征线路观测点处雷电感应过电压［8］。图3感应过电压计算电路模型配电系统模型图4给出了一个简单的配电线路结构模型，包括10kV架空线路、10kV/220V配电变压器、220V线路和终端智能电表。图4配电线路结构模型V线路采用LGJ－50钢芯铝绞线，三相高度分别为9．6m、8．2m、8．2m，档距50m。考虑雷电流高频特性，采用高频变压器模型［17］，具体等效模型见图5。图5变压器高频模型F电表损坏概率估算-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港钢管滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name