雷电定位系统在输电线路雷击故障分析中的应用

雷击故障是输电线路的主要故障,识别雷击故障原因能有效提高和改进输电线路的雷击可靠性水平。结合220kV输电线路雷击故障的现场调查数据,采用雷电定位系统得到的雷电流参数在电磁暂态仿真软件ATP-EMTP建立输电线路雷击过电压仿真模型,分析了输电线路在不同雷电流下的跳闸性质。仿真结果表明,基于雷电定位系统和电磁暂态仿真能有效判别线路故障的性质,为线路的运行、维护和改造提供参考。     

提高耐雷水平确保线路交全运行

在架设高压送电线路中,防雷措施是必不可少的环节,可以减少雷击机会,提高线路耐雷水平,降低线路雷击跳闸次数,确保线路畅通,从而提高线路安全运行的可靠性,保证连续供电.本文进行了详细论述.     

对电力系统中110kV输电线路在防雷中的探讨

本文作者在雷击杆塔时110kV线路避雷器的仿真实验及线路避雷器在输电线路防雷中的作用效果及影响因素作出了分析。在线路避雷器的箝电位作用很显著,可以说是提高线路耐雷水平的最有效方式。同时也要注意,由于雷击杆塔时安装在相邻杆塔的线路避雷器对雷击的杆塔几乎没有什么作用,所以在安装线路避雷器时要考虑在雷易击杆塔全相装设。     

城市架空配电线路与埋地电缆混合传输系统雷击可靠性分析

城市配电线路建设会存在架空线路与埋地电缆混合传输现象,需要合理分析混合传输系统雷击可靠性以进行针对性防护。通过EMTP软件建立架空线路与埋地电缆混合传输系统模型,利用事件树方法估算系统雷击可靠性,分析电缆避雷器安装方式、杆塔接地电阻、埋地电缆长度等因素对系统雷击可靠性影响,最后讨论缩短故障修复时间提高系统雷击可靠性效果。研究结果表明:埋地电缆两端均安装避雷器时,系统雷击可靠性最高,略高于仅在一端安装避雷器情况。系统雷击可靠性随着线路杆塔接地电阻或埋地电缆长度的增加而降低,杆塔接地电阻对可靠性影响程度更明显。系统雷击可靠性随着系统平均故障修复时间的缩短而显著提高。需要尽可能降低线路杆塔接地电阻、缩短系统故障修复时间以确保混合传输系统雷击安全性。     

基于危险雷电流区间分布的输电线路雷击故障性质判断方法

雷电定位系统可获取雷电流幅值、定位等信息,用于线路雷击故障定位,但至今缺乏实用的方法将雷击信息与线路雷击跳闸信息合理整合,实现雷击故障性质判定。为此,对不同杆塔接地电阻下线路反击耐雷水平及不同地线保护角和地面倾角下线路绕击临界雷电流分布区间进行量化,得到线路直击雷危险雷电流幅值分布区间,再以雷电定位系统监测所得雷击电流幅值与反击、绕击危险雷电流区间作比对的机制,建立线路雷击故障性质判别概率算法模型,形成一套完整的雷击故障性质判断方法,并基于此开发了线路雷击故障性质判断软件。经典型雷击跳闸线路的雷击性质判断验证,该方法能实现输电线路雷击故障性质的快速判定,判断结论准确可靠。     

海南35kV乌阳线防雷性能分析

海南省某供电公司所辖35 k V乌阳线路由于地处山区,雷击跳闸事故时有发生。针对此问题,利用电磁暂态仿真软件(ATP-EMTP),搭建35 k V乌阳线输电线路模型,分析其在感应雷、雷击导线和雷击杆塔下的线路耐雷水平,提出针对该线路的综合防雷措施,并分析不同改造措施下线路耐雷水平的变化。结果表明:改造后的耐雷水平得到明显提高,采用降阻措施对线路反击耐雷水平的提高不十分明显,加装线路避雷器的防雷效果尤为突出,能大幅提高雷击导线和反击的耐雷水平。通过以上改造,可以满足35 k V乌阳线路的防雷要求,使线路耐雷水平在16 k A之上。     

一种基于零序电流的输电线路行波保护雷击干扰识別方法

高压输电线路跳闸主要是由雷击引起的。研究雷击电流波形能有效地提高判别雷击故障的准确性。且雷击产生的暂态信号在特定条件下可能对行波保护和暂态量保护产生不良影响,使其误动。针对这一情况,本文分别对雷击输电线路不同位置产生的电流行波进行详细的分析。并研究了雷击闪络与雷击未闪络的机理,发现雷击闪络产生的行波总体上呈现出单调变化,雷击未闪络时产生的行波在零轴上呈正负交替变化。针对这一发现提出了一种基于零序电流的输电线路行波保护雷击干扰识別方法。     

特高压交流输电线路耐雷水平相关因素研究

随着输电电压等级的提高,雷击跳闸占跳闸总数的比例也在提高,而我国特高压交流输电线路的防雷研究尚属于起步阶段。通过改变线路耐雷水平参数,即:杆塔接地电阻、绝缘子片数、线路档距、避雷线架设方式、杆塔高度及雷击时输电线路的相位,建立了相应的PSCAD模型,仿真分析了雷击不同部位时各种因素对特高压架空输电线路耐雷水平的影响。结果表明:雷击塔顶时,"IVI"水平排列的耐雷水平最高;雷击档距中央时,"VVV"三角排列的耐雷水平最高,雷击档距中央比雷击塔顶时线路的耐雷水平高出很多。在雷击塔顶,档距小于360 m时,耐雷水平随档距增加而快速增加;大于360 m后,随档距增加其耐雷水平基本不变;雷击避雷线档距中央时,耐雷水平与档距的关系呈"U"形分布,在档距大于400 m以后,耐雷水平随档距的增加而提高。耐雷水平随绝缘子片数增加呈线性增加。无论哪种雷击形式,1.2/50μs雷电流波形下的耐雷水平明显比2.6/50μs雷电流波形下的高。     

考虑接地极时变电阻特性的输电线路雷击暂态响应研究

杆塔接地极的准确建模对研究输电线路的雷击暂态响应是至关重要的。为此,本研究提出一种考虑接地极时变电阻特性的输电线路模型。首先采用有限元法(FEM)求解了输电线路雷击下杆塔接地极的接地电阻,基于PSO法,推导了杆塔接地极时变电阻的迭代公式,利用ATP-EMTP中MODEL模块搭建时变电阻Rg(t),然后建立考虑接地极时变电阻特性的输电线路模型,随后分析了基于时变电阻和定值电阻的输电线路模型雷击暂态响应。结果表明：相较于定值电阻的输电线路模型,时变电阻模型对输电线路雷击暂态响应有较大影响。由于时变电阻Rg(t)考虑了雷电流地中散流和土壤电离过程,其反应的结果更加可靠,在一定程度上提高了输电线路雷击暂态响应仿真的精准度。     

10kV架空线路雷击断线研究与防护

由于10kV架空裸导线雷击断线事故频繁发生,难以满足用户对可靠性和安全性的要求。以架空线路的结构参数为基础,采用ATP-EMTP仿真软件建立配电网感应雷击过电压模型,研究分析雷电发生时绝缘子两端的电压变化,比较各种防雷措施对限制雷电过电压的效果,得到了一定线路参数下的仿真数据。并结合雷击断线现场实际情况进行分析,提出了"综合防治"雷击过电压的措施,有效降低了绝缘子两端的雷击过电压,对减少架空配电线路雷击断线事故发生,提高配电网的安全可靠运行有重要意义。     

多重雷击对线路避雷器的冲击影响研究

多重雷击是自然界中一种常见的现象,研究其基本特性和对线路避雷器的冲击影响具有实际参考意义。首先对南方电网范围内75条输电线路沿线的12 763次落雷进行统计,发现28.33%的落雷极有可能为多重雷击(落雷位置接近且雷击时间间隔小于0.1 s),多重雷的连续雷击频次大部分为2次～6次,幅值多为5 kA～50 kA。多重雷击主要以绕击形式对线路及避雷器产生危害。计算表明典型线路避雷器一般可承受较小雷电流(10 kA及以下)连续多重雷击,但当多重雷击的电流幅值较大(20 kA及以上)时,避雷器吸收的雷电冲击能量易超过其2 ms方波通流能力,进而造成电气能量过载。实际案例分析表明,自然界中的多重雷击完全可能造成避雷器电气能量严重过载而发生损坏,因此建议强雷区的线路避雷器选型时,应适当提高避雷器的通流能力指标。     

配电线路带外串联间隙避雷器的防雷效果分析

首先介绍了带外串联间隙避雷器(EGLA)的结构及其工作原理。应用电磁暂态计算程序ATP-EMTP建立了典型10 kV配电线路的耐雷水平仿真计算模型,对线路直击雷、感应雷耐雷水平以及安装EGLA的改善效果进行分析计算。比较了EGLA不同配置方案下,线路雷击导线、雷击杆塔以及雷击附近物体引起的感应雷耐雷水平的差异;分析了雷击时EGLA串联间隙、避雷器本体(SVU)以及绝缘子之间配合的电压特征;并对EGLA防雷效果的影响因素进行分析。计算结果表明,提高EGLA配置数量﹑减小杆塔冲击接地电阻可有效提高EGLA在配网线路中的防雷效果。     

基于GA-BP神经网络技术的雷击跳闸实时预警

由于输电线路运行环境复杂、影响线路雷击跳闸因素多,故很难实现对输电线路的雷击跳闸实时预警.提出一种根据雷电定位系统、输电线路数据与GA-BP神经网络技术相结合的雷击跳闸实时预警的新方法.首先,确定影响线路跳闸的因素,并预处理输入数据;然后,建立以线路档距段为基础的GA-BP神经网络雷击跳闸预测模型,将待预警线路的所有档...     

不同地形条件下架空配电线路的防雷探讨

架空配电线路在电力输送过程中的防雷技术和稳定安全性能,具有重要的作用。但不同的地形条件所造成的雷击程度和范围均各不相同。本文就雷击距和架空线路高度的关系、架空配电线路的雷击范围和地形条件对线路雷击跳闸的影响几方面,分析不同地形条件下的防雷措施,以促进配电线路的安全运行。     

220kV同塔线路雷击同跳故障分析及防治措施

同塔多回线路遭受雷击容易出现多回线路同时跳闸事故,对电力系统安全运行造成极大威胁,研究如何防治同塔线路雷击同跳措施具有重要意义。本文分析广东电网近年220kV同塔线路雷击跳闸与雷电活动的相关性,结合线路雷电定位、故障录波及ATP仿真结果,对220kV同塔线路典型雷击同跳故障进行分析。介绍了广东电网同塔线路差异化防雷技术和防雷改造实施情况,通过改造前后实际防雷运行数据对比,分析了各种措施防治雷击同跳的效果。统计结果显示,基于不平衡绝缘配置的差异化防雷措施,可有效降低同塔线路雷击跳闸和雷击同跳故障比例,对于我国多雷区、强雷区同塔线路防雷保护具有重要参考价值和指导意义。     

雷电统计参数对电网雷击跳闸率计算的影响

雷电活动是输电线路雷害的主要成因.近年来随着我国雷电定位精度的提高,传统的输电线路防雷计算理论亟需通过线路雷害统计数据的验证.笔者结合国内外输电线路防雷标准,通过2012 ～2014年广西自治区电网雷电定位系统与220 kV输电线路雷害数据的统计,分析了线路雷击跳闸率与关键雷电参数间的关系.并采用规程法计算了该地区典型220 kV线路雷击跳闸率,对比计算结果与统计值的偏差,说明各地区分别统计的地闪密度和雷电流幅值参数有助于减小线路雷击跳闸率计算误差.     

输电线路的耐雷水平计算公式修正

为了合理设计输电线路的耐雷水平及雷击跳闸率,通过理论推导,修正了现有规程的输电线路耐雷水平计算公式。结果表明,现有规程将杆塔冲击接地电阻值增大了一倍,雷击杆塔顶部时的塔顶电位被抬高了38.56%～57.35%,线路的耐雷水平被降低了22.11%～37.14%,雷击跳闸率被高估了1.72～8.46倍。提出的修正公式满足现行防雷规程的要求,有益于正确分析输电线路的雷害,提高供电的可靠性。     

不平衡绝缘配置防治同塔四回输电线路雷击同时跳闸效果仿真研究

同塔多回线路遭受雷击容易出现多回线路同时跳闸事件,对电力系统安全运行造成极大威胁,研究如何防治同塔线路雷击同跳措施具有重要意义。本文采用EMTP-ATP软件,针对典型220 kV同塔四回线路、220/110 kV同塔混压四回线路和500/220 kV同塔混压四回线路,采用增加绝缘子片数、安装线路避雷器、安装并联间隙这三种典型不平衡绝缘配置方案和降低杆塔接地电阻措施,对上述四种措施防治雷击同时跳闸效果进行仿真分析。研究表明:不平衡绝缘配置方式和降低杆塔接地电阻措施,可有效提高同塔四回线路反击耐雷水平,降低雷电反击跳闸和雷击同跳故障比例,对于我国多雷区、强雷区同塔多回线路防雷保护具有重要参考价值和指导意义。     

10 kV架空线路用氧化锌避雷器的保护范围研究

加装氧化锌避雷器(MOA)是10 kV架空线路的主要防雷措施,MOA的安装密度对线路运行可靠性和经济性有重要影响。目前,关于避雷器保护范围的研究已有较成熟的理论,但针对10 kV架空线路来说,存在感应雷、雷击塔顶和雷击导线这3种雷击形式,且线路跳闸机制为相间短路,这些特点使得10 kV线路MOA的保护范围具有自身特性。分别研究了过电压来波和高电位转移2种不同原理的10 kV避雷器保护范围计算方法;使用ATP-EMTP搭建了10 kV线路过电压模型,通过判定MOA流通的能量是否超限以及杆塔是否发生相间短路为依据,分析了在感应雷、雷击塔顶和雷击导线的作用下,MOA在两种过电压来波时的综合保护范围。结果表明,对于10 kV架空线路的典型设置下,MOA在感应雷、雷击塔顶和雷击导线时的保护范围依次为[55,172]m、[49,∞)m和[50,96]m;降低杆塔接地电阻,感应雷和雷击导线时MOA的保护范围的提升效果明显;70 m档距下,10 kV架空线路隔一基杆塔安装一组避雷器的安装方式具有最优化的技术经济性,所得结果对于提高配网的可靠性具有重要意义。     

基于ATP-EMTP的配电线路避雷器防雷效果及保护范围仿真分析

由于10～35 kV配电线路的绝缘水平普遍较低,因此在我国配电线路雷电保护设计中经常采用氧化锌避雷器进行雷电防护。通过建立模型开展数值仿真计算,进行10 kV配电线路安装线路避雷器的雷电防护效果研究,分析不同避雷器类型、不同杆塔冲击接地电阻以及雷击位置等对避雷器防护效果的影响并并分析其保护范围。结果表明,加强线路绝缘、增加配电线路中的避雷器数量可显著提高整条配电线路的耐雷水平,是提高配电线路防雷效果的两个重要措施;雷击位置对线路耐雷水平的影响则与避雷器雷电保护范围密切相关,当雷击位置距离线路避雷器较远时,线路耐雷水平的下降较为明显;具有避雷器的配电线路,由于避雷器存在一定的保护距离,因此单纯依靠安装线路避雷器来提高耐雷水平则需要每隔6～8基杆塔安装一组避雷器。