阅读说明：本技术 一种氧化锌电阻片均能配组方法 (Zinc oxide resistance card homoenergetic matching method ) 是由 张泽林 黄辉兴 曹忺 刘斌 于 2020-05-24 设计创作，主要内容包括：本发明属于电力系统技术领域,尤其为一种氧化锌电阻片均能配组方法,包括氧化锌阀片静态伏安特性正态分布特性构建、氧化锌阀片能量分布特性构建以及基于正态分布规律的氧化锌阀片均能配组三个过程；首先提出了氧化锌阀片静态伏安特性正态分布规律,其次提出了氧化锌阀片均能原理,最后提出正态分布规律的氧化锌阀片均能配组方法,将能量吸收差异最大的两柱避雷器中吸能差异最大的电阻片对调,并多次迭代,实现避雷器组各避雷器柱的电流不均匀系数最小,实现能量的均匀分配,能够有效的减小避雷器组的电流不均匀系数,实现能量的均匀分配,可以实现多柱氧化锌避雷器并联均能,提高避雷器组运行可靠性。(The invention belongs to the technical field of power systems, and particularly relates to a zinc oxide resistance sheet homoenergetic matching method which comprises three processes of zinc oxide valve sheet static volt-ampere characteristic normal distribution characteristic construction, zinc oxide valve sheet energy distribution characteristic construction and zinc oxide valve sheet homoenergetic matching based on a normal distribution rule; the normal distribution rule of the static volt-ampere characteristics of the zinc oxide valve plates is provided firstly, the homoenergetic principle of the zinc oxide valve plates is provided secondly, and finally, the homoenergetic matching method of the zinc oxide valve plates with the normal distribution rule is provided.)

一种氧化锌电阻片均能配组方法

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种氧化锌电阻片均能配组方法。

背景技术

避雷器是一种用于电力系统防雷的主要设备，而氧化锌电阻片是避雷器中的核心部件，氧化锌电阻片是一种功能型复合陶瓷材料，由于具有优异的非线性电阻特性、通流能力大等特点，使其在氧化锌避雷器中发挥了限制过电压幅值、吸收过电压能量的重要作用，作为避雷器的核心部件被广泛应用于电力系统，以保护电器设备免受雷电等过电压的破坏，避雷器组伏安特性的差异会使电流分配不均，伏安特性较差的避雷器加速老化，甚至被击穿，引发严重的安全问题。

因此，本技术领域人员提出了一种氧化锌电阻片均能配组方法，以解决上述背景中提出的问题。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种氧化锌电阻片均能配组方法，具有能够有效减小各避雷器柱的伏安特性差异，缓解电流分配不均匀的问题，提高避雷器组保护性能的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氧化锌电阻片均能配组方法，包括氧化锌阀片静态伏安特性正态分布特性构建、氧化锌阀片能量分布特性构建以及基于正态分布规律的氧化锌阀片均能配组三个过程。

优选的，根据m片电阻片U1mA参考电压测量数据，构建参考电压正态分布特性，满足正态分布U1mA～N(μ,σ²)(其中m取值大于20，μ为m片电阻片U1mA参考电压均值，σ²为m片电阻片U1mA参考电压标准差)。

优选的，根据m片氧化锌阀片静态伏安特性(V-A)，对氧化锌阀片静态伏安特性进行指数函数拟合和特性曲线进行拟合；使用MATLAB的curve fitting工具箱power2，根据氧化锌阀片自身伏安特性拟合函数，计算各电阻片承担电压波形，最后通过W＝∫U(t)×I(t)dt计算能量。

优选的，所述指数函数I＝A*U^B+C，其中A、B、C为拟合系数。

一种氧化锌电阻片均能配组方法，包括如下步骤：

S1、避雷器组参数需求和电阻片的选取，确定避雷器每柱片数、并联柱数；

S2、由正态分布曲线确定该位置避雷器组参考电压，通过指数函数确定各柱电流波形，通过拟合计算每一片电阻片在该电流波形下吸收能量；

S3、将电阻片排列成柱并生成序列号矩阵，将一柱中的电阻片伏安特性点直接相加获得整柱伏安特性，将各柱伏安特性进行指数函数拟合；

S4、根据避雷器组整体残压波形计算流过各柱电流；

S5、根据电阻分自身伏安特性拟合函数，计算各电阻片承担电压波形，然后通过W＝∫U(t)×I(t)dt计算能量；

S6、根据能量吸收矩阵对电阻片所处位置进行迭代调整，将电流最大柱吸收能量最少的电阻片与电流最小柱吸收能量最大的电阻片位置进行交换；

S7、重复S4至S6的步骤，直到满足电流不均匀系数要求。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、氧化锌阀片均能配组能够有效减小各避雷器柱的伏安特性差异，缓解电流分配不均匀的问题，提高避雷器组保护性能；

2、将能量吸收差异最大的两柱避雷器中吸能差异最大的电阻片对调，并多次迭代，实现避雷器组各避雷器柱的电流不均匀系数最小，实现能量的均匀分配，提高避雷器组的保护性能；

3、能够有效的减小避雷器组的电流不均匀系数，实现能量的均匀分配，提高避雷器组的保护性能，可以实现多柱氧化锌避雷器并联均能，提高避雷器组运行可靠性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的配组算法流程示意图。

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做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。

实施例1

请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种氧化锌电阻片均能配组方法，包括氧化锌阀片静态伏安特性正态分布特性构建、氧化锌阀片能量分布特性构建以及基于正态分布规律的氧化锌阀片均能配组三个过程。

具体的，根据23片电阻片U1mA参考电压测量数据，构建参考电压正态分布特性，满足正态分布U1mA～N(μ,σ²)(其中μ为23片电阻片U1mA参考电压均值，σ²为23片电阻片U1mA参考电压标准差)。

具体的，根据m片氧化锌阀片静态伏安特性(V-A)，对氧化锌阀片静态伏安特性进行指数函数拟合和特性曲线进行拟合；使用MATLAB的curve fitting工具箱power2，根据氧化锌阀片自身伏安特性拟合函数，计算各电阻片承担电压波形，最后通过W＝∫U(t)×I(t)dt计算能量，指数函数I＝A*U^B+C，其中A、B、C为拟合系数。

一种氧化锌电阻片均能配组方法，包括如下步骤：

S1、避雷器组参数需求和电阻片的选取，确定避雷器每柱片数、并联柱数；

S2、由正态分布曲线确定该位置避雷器组参考电压，通过指数函数确定各柱电流波形，通过拟合计算每一片电阻片在该电流波形下吸收能量；

S3、将电阻片排列成柱并生成序列号矩阵，将一柱中的电阻片伏安特性点直接相加获得整柱伏安特性，将各柱伏安特性进行指数函数拟合；

S4、根据避雷器组整体残压波形计算流过各柱电流；

S5、根据电阻片自身伏安特性拟合函数，计算各电阻片承担电压波形，然后通过W＝∫U(t)×I(t)dt计算能量；

S6、根据能量吸收矩阵对电阻片所处位置进行迭代调整，将电流最大柱吸收能量最少的电阻片与电流最小柱吸收能量最大的电阻片位置进行交换；

S7、重复S4至S6的步骤，直到满足电流不均匀系数要求。

实施例2

请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种氧化锌电阻片均能配组方法，包括氧化锌阀片静态伏安特性正态分布特性构建、氧化锌阀片能量分布特性构建以及基于正态分布规律的氧化锌阀片均能配组三个过程。

具体的，根据25片电阻片U1mA参考电压测量数据，构建参考电压正态分布特性，满足正态分布U1mA～N(μ,σ²)(其中μ为25片电阻片U1mA参考电压均值，σ²为25片电阻片U1mA参考电压标准差)。

具体的，根据m片氧化锌阀片静态伏安特性(V-A)，对氧化锌阀片静态伏安特性进行指数函数拟合和特性曲线进行拟合；使用MATLAB的curve fitting工具箱power2，根据氧化锌阀片自身伏安特性拟合函数，计算各电阻片承担电压波形，最后通过W＝∫U(t)×I(t)dt计算能量，指数函数I＝A*U^B+C，其中A、B、C为拟合系数。

一种氧化锌电阻片均能配组方法，包括如下步骤：

S1、避雷器组参数需求和电阻片的选取，确定避雷器每柱片数、并联柱数；

S2、由正态分布曲线确定该位置避雷器组参考电压，通过指数函数确定各柱电流波形，通过拟合计算每一片电阻片在该电流波形下吸收能量；

S3、将电阻片排列成柱并生成序列号矩阵，将一柱中的电阻片伏安特性点直接相加获得整柱伏安特性，将各柱伏安特性进行指数函数拟合；

S4、根据避雷器组整体残压波形计算流过各柱电流；

S5、根据电阻分自身伏安特性拟合函数，计算各电阻片承担电压波形，然后通过W＝∫U(t)×I(t)dt计算能量；

S6、根据能量吸收矩阵对电阻片所处位置进行迭代调整，将电流最大柱吸收能量最少的电阻片与电流最小柱吸收能量最大的电阻片位置进行交换；

S7、重复S4至S6的步骤，直到满足电流不均匀系数要求。

实施例3

请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种氧化锌电阻片均能配组方法，包括氧化锌阀片静态伏安特性正态分布特性构建、氧化锌阀片能量分布特性构建以及基于正态分布规律的氧化锌阀片均能配组三个过程。

具体的，根据30片电阻片U1mA参考电压测量数据，构建参考电压正态分布特性，满足正态分布U1mA～N(μ,σ²)(其中μ为30片电阻片U1mA参考电压均值，σ²为30片电阻片U1mA参考电压标准差)。

具体的，根据m片氧化锌阀片静态伏安特性(V-A)，对氧化锌阀片静态伏安特性进行指数函数拟合和特性曲线进行拟合；使用MATLAB的curve fitting工具箱power2，根据氧化锌阀片自身伏安特性拟合函数，计算各电阻片承担电压波形，最后通过W＝∫U(t)×I(t)dt计算能量，指数函数I＝A*U^B+C，其中A、B、C为拟合系数。

一种氧化锌电阻片均能配组方法，包括如下步骤：

S1、避雷器组参数需求和电阻片的选取，确定避雷器每柱片数、并联柱数；

S2、由正态分布曲线确定该位置避雷器组参考电压，通过指数函数确定各柱电流波形，通过拟合计算每一片电阻片在该电流波形下吸收能量；

S3、将电阻片排列成柱并生成序列号矩阵，将一柱中的电阻片伏安特性点直接相加获得整柱伏安特性，将各柱伏安特性进行指数函数拟合；

S4、根据避雷器组整体残压波形计算流过各柱电流；

S5、根据电阻分自身伏安特性拟合函数，计算各电阻片承担电压波形，然后通过W＝∫U(t)×I(t)dt计算能量；

S6、根据能量吸收矩阵对电阻片所处位置进行迭代调整，将电流最大柱吸收能量最少的电阻片与电流最小柱吸收能量最大的电阻片位置进行交换；

S7、重复S4至S6的步骤，直到满足电流不均匀系数要求。

本发明的工作原理及使用流程：

1)导入电阻片伏安特性数据，避雷器组参数需求和电阻片的选取，确定避雷器每柱片数、并联柱数；

2)将电阻片排列成柱并生成序列号矩阵；

3)将一柱中的电阻片伏安特性点直接相加获得整柱伏安特性，将各柱伏安特性进行指数函数拟合；

4)导入电压波形，根据避雷器组整体残压波形计算流过各柱电流，根据电阻分自身伏安特性拟合函数，计算各电阻片承担电压波形；

5)然后通过W＝∫U(t)×I(t)dt计算每片电阻片能量；

6)根据能量吸收矩阵对电阻片所处位置进行迭代调整，将电流最大柱吸收能量最少的电阻片与电流最小柱吸收能量最大的电阻片位置进行交换；

7)重复前述4)至6)步骤，直到满足电流不均匀系数要求；

8)输出电阻片位置序号矩阵。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。