±660kVHVDC大跨越输电线路绕击耐雷性能研究

±660 kV高压直流输电线路是世界上首条该电压等级的线路,大跨越段是耐雷性能比较薄弱的部分,因此有必要对其耐雷特性进行更加详细的研究。笔者利用改进的EGM,考虑雷电对导线、地线和大地三者击距的差异、风偏影响、地形影响和导线工作电压影响等,对中国±660 kV高压直流输电线路的大跨越段进行了绕击耐雷性能分析。仿真结果表明,随着地面倾角的增加,导线工作电压对绕击跳闸率的影响减小,但不容忽视,因此计算中必须考虑导线工作电压。随着风速和地面倾角的增大,绕击跳闸率呈加速度增长。当地面倾角大于20°,风速大于20 m/s时,大跨越线路的绕击跳闸率超过指标要求0.1次/(100 km.a)。鉴于大跨越线路大都处于地理和气候条件恶劣的地方,因而要加强线路的雷电防护措施,从而提高大跨越线路的绕击耐雷性能。     

综合考虑风偏、地形和工作电压的特高压交流线路雷电绕击性能

由于特高压线路本身的特点,雷电绕击是危及特高压输电线路安全可靠运行的主要因素之一,而现有评估输电线路绕击跳闸率的EGM模型难以取得与线路实际运行经验相一致的结果.为确保我国特高压线路安全稳定运行,研究改进特高压架空线路的绕击性能预测模型是当前我国特高压试验示范工程亟待解决的重要课题之一.本文综合考虑国内外已有成果,包括雷电对导线,地线和大地三者击距的差异、风偏影响、地形影响和导线工作电压影响等,提出综合考虑这些因素的改进EGM.应用改进模型,对我国UHVAC试验示范工程初步设计的ZMP2和ZBS2塔型的线路进行了绕击性能分析.仿真结果表明,随着地面倾角的增大,在只考虑导线工作电压峰值和考虑导线工作电压随相位变化这两种情况下,绕击跳闸率差别可达0.16次/100km·a,因此必须考虑雷击时导线工作电压相位的概率分布.随着风速和地面倾角的增大,绕击跳闸率呈加速度增长.杆塔为ZBS2的线路,在所考察范围内不会发生绕击跳闸,而杆塔为ZMP2的线路,只有当地面倾角小于10°时,才能满足特高压线路对绕击跳闸率的要求.     

应用改进的电气几何模型分析500 kV同塔双回输电线路雷电绕击性能

利用电气几何模型(electro-geometric model,EGM)分析超高压及以下电压等级的输电线路雷电绕击性能时,因没有考虑风速以及周围植被的影响,取得的结果与运行经验不一致,针对此,提出改进的EGM,进一步分析风速的变化、击距系数对线路和绕击跳闸率的影响。结果表明:随着杆塔高度的增加,绕击跳闸率增加;当地面倾角增大时,绕击跳闸率呈非线性上升,地面倾角小于15°时对绕击率的影响不大,地面倾角大于15°时绕击率呈倍数增加;当风速小于5 m/s时,其对线路的绕击率的影响不大,当风速大于5m/s时绕击率明显增加。最后得出结论,在分析500kV同杆双回线路耐雷性能时应该考虑风速、周围植被的影响,才能使分析结果更符合实际情况。     

计及风偏和地面倾角的线路绕击耐雷性能研究

详细地介绍了计及风偏和地面倾角的电气几何模型(EGM)法原理和有关公式,并以某500 kV输电线路为模型,计算不同大小风速、地面倾角和杆塔保护角对线路绕击跳闸率的影响。最后就输电线路防雷提出加强绝缘设计,采用V型绝缘子串,减小杆塔保护角等措施来降低线路绕击跳闸率。     

基于EGM的500 kV同杆双回线路绕击跳闸率研究

采用EGM进行500 kV 同杆双回输电线路绕击跳闸率的计算。在计算中, 引入了随杆塔高度h 变化的击距系数β, 以暴露弧为0 时对应的雷电流作为雷电的最大绕击电流,并分析了地面倾角、杆塔结构等因素对各导线绕击跳闸率的影响。计算结果表明, 随着地面倾角增大, 绕击跳闸率先增大后减小; 绕击跳闸率随避雷线横担增长而减小; 各导线绕击跳闸率与杆塔结构的关系复杂, 应分别计算分析, 而不宜仅仅求得总绕击跳闸率, 这样可以对绕击跳闸率较高的导线加强绝缘, 以提高线路的耐雷水平。     

500kV／22OkV同塔四回线绕击跳闸率的研究

分析了500kV／220kV同塔四回输电线路的绕击耐雷性能,采用电气几何模型法EGM来计算绕击跳闸率。采用暴露弧法计算每根导线绕击跳闸率,以暴露弧为0时对应的雷电流作为雷电的最大绕击电流,并分析了地面倾角、杆塔结构等因素对500kV／220kV同塔四回输电线路绕击跳闸率的影响。结果表明,雷电绕击多发生在500kV线路上;随着地面倾角增大,绕击跳闸率增大;绕击跳闸率随避雷线横担长度增长而减小,但对220kV线路影响不大。通过详细分析和计算,对塔型设计方案进行了验证、比较。     

500kV/220kV同塔四回线绕击跳闸率的研究

分析了500 kV/220 kV同塔四回输电线路的绕击耐雷性能,采用电气几何模型法EGM来计算绕击跳闸率。采用暴露弧法计算每根导线绕击跳闸率,以暴露弧为0时对应的雷电流作为雷电的最大绕击电流,并分析了地面倾角、杆塔结构等因素对500 kV/220 kV同塔四回输电线路绕击跳闸率的影响。结果表明,雷电绕击多发生在500kV线路上;随着地面倾角增大,绕击跳闸率增大;绕击跳闸率随避雷线横担长度增长而减小,但对220 kV线路影响不大。通过详细分析和计算,对塔型设计方案进行了验证、比较。     

蒙特卡洛法计算750 kV输电线路绕击跳闸率的研究

针对规程法计算输电线路绕击跳闸率误差较大的问题,采用了蒙特卡罗法计算绕击跳闸率,对雷电流幅值、先导对地面和导线的击距、地面倾角、绝缘子串50%放电电压等参数进行了分析,基于电气几何模型(Electric-Geometry Model,EGM),选用实际运行的兰州东-平凉-乾县750kV超高压输电线路计算绕击跳闸率,并分析了导线高度对绕击跳闸率的影响.结果表明:蒙特卡罗法计算的绕击跳闸率可信度较高,并且导线高度对绕击跳闸率影响较大.     

±800kV与±500kV同塔双回直流输电线路防雷性能

准确评估高压直流输电线路的反击和绕击耐雷性能,对线路的设计和施工具有重要的意义。基于杆塔的多波阻抗模型,采用相交法作为绝缘子闪络的判据,采用改进的电气几何模型(electric geometry method,EGM)作为绕击跳闸率的计算方法,研究了3种不同塔型的±800 kV与±500 kV同塔双回直流输电线路的反击、绕击耐雷性能及其影响因素。结果表明:线路反击性能随杆塔高度的降低、接地电阻的减小而增强;线路绕击耐雷性能随地面倾角的减小、保护角的减小和杆塔高度的降低而增强;杆塔的塔型和导线排列方式会影响防雷性能,并通过对比得到最佳布置方案,同时给出相应的建议。     

云广±800kV特高压直流输电线路绕击模拟试验

为了研究±800 kV特高压直流输电线路绕击性能,指导云广±800 kV特高压直流输电工程建设,通过模型试验模拟了云广±800 kV特高压直流输电线路中工作电压、保护角、地面倾角等因素对绕击性能的影响并采用统计的方法对影响云广±800 kV特高压直流输电线路的各种因素进行了分析,同时也对防绕击预放电避雷针的防雷效果进行了模拟试验。试验得出:正极性工作电压下,线路的屏蔽性能差,绕击率大,地面倾角和保护角增大时,绕击率随之增大;防绕击预放电避雷针可以有效地降低绕击率,建议在云广±800 kV特高压直流输电线路中推广使用。     

利用地形参数计算超高压输电线路绕击跳闸率

目前雷击仍然是危及输电线路安全可靠运行的主要原因,而超高压输电线路雷击跳闸主要原因是绕击。基于击距理论的电气几何模型在输电线路绕击性能评估中得到了广泛的应用,该模型认为绕击率与导线高度、地面倾角等因数有关,但是输电线路实际地面倾角的获取非常困难。为此,提出了一种利用Google Earth软件来计算地面倾角的方法。首先根据输电线路杆塔经纬度坐标计算位于垂直于输电线路走廊方向上点的经纬度坐标,通过Path Editor工具调用Google Earth软件获得各点的海拔高度;然后根据各点与杆塔所在位置的高差和距离,计算杆塔地面倾角;最后以某500 kV输电线路为例,利用改进的电气几何模型,研究实际地面倾角下整条输电线路的绕击跳闸率。研究表明:输电线路两侧绕击跳闸率差别较大,建议评估输电线路绕击性能时对输电走廊两侧地形的差异加以考虑;计算结果与实际发生过的雷击情况吻合,为差异化的防雷打下了基础。     

同塔三回输电线路耐雷性能研究

在珠三角地区,为缓解输电线路走廊紧缺与电力输送能力不足之间的矛盾,建设了大量的同塔三回输电线路。与普通的同塔双回线路相比,同塔三回线路的杆塔更高,更容易引雷。介绍了反击和绕击耐雷性能的计算方法,在此基础上,以广东地区某500kV同塔三回线路为例进行了计算分析。计算结果表明：对于500kV及以上输电线路,工作电压会对反击和绕击性能产生影响;同塔三回线路的杆塔较高,可根据各层横担高度不同进行差异化绝缘配置;同时,当考虑多层导线间相互屏蔽效应后,处于不同层的导线绕击跳闸率均减小;导线的绕击跳闸率不仅随地面倾角的减小而减小,还随保护角的减小而减小。     

交直流同塔混架下输电线路绕击耐雷性能分析

电网规模的扩大和线路走廊的缺失,使得某些特殊条件下的交直流线路同塔架设成为可能,而绕击是特高压输电线路雷击跳闸的主要原因.通过综合分析国内外现有的交流同塔双回、直流双极以及交直流同塔混架的杆塔结构模型与参数,针对1000 kV 交流特高压双回和±500 kV 直流超高压双极同塔混架输电,提出了一种新的混架杆塔模型.针对交流双回和直流双极的同塔混架线路,采用改进的电气几何模型,考虑长间隙放电特性和导线工作电压的影响,同时纳入极线和相线之间的相互屏蔽关系,对输电线路的绕击耐雷性能进行了分析.基于构建的 ATP-EMTP 仿真模型,获取了直流极线和交流相线的绕击耐雷水平.通过编程计算,分析了不同杆塔呼称高度、地线保护角和地面倾角等参数对交流、直流线路各自绕击跳闸率的影响,为改善交直流同塔混架输电线路的绕击耐雷性能提供了参考依据     

计及风速影响的500kV同杆双回线路绕击耐雷性能计算模型研究

目前雷击仍然是危及输电线路安全可靠运行的主要原因，而现有评估输电线路绕击跳闸率的模型还不能与线路实际运行经验一致，该文在分析500kV同杆双回输电线路绕击耐雷性能时，以三峡电站的出线为例，充分考虑了风速的影响，对击距模型进行了改进，同时还较详细分析了地面倾角、杆塔高度等对绕击跳闸率的影响。通过编程仿真计算结果表明，随着风速的增加，输电线路保护角和绕击跳闸率都将增加，建议今后在评估输电线路绕击耐雷性能时，对风速影响因素应加以考虑。     

超特高压输电线路绕击性能分析

运用电气几何模型(EGM)的方法来分析超/特高压交流输电线路的绕击耐雷性能,并给出了计及导线工作电压的绕击耐雷水平和绕击跳闸率计算式。然后,再对影响超/特高压输电线路绕击耐雷特性的雷电流幅值、杆塔高度、线路绝缘水平,线路所经过的地形、保护角、工频瞬时电压、地面植被等主要因素做了分析研究。     

微地形下输电线路绕击闪络率的计算方法

为反映地形、导线及地线高度的变化对绕击性能的影响,提出了一种获取输电线路微地形及导线、地线与地面的相对位置的方法,并在此基础上计算输电线路杆塔的绕击闪络率。首先沿线路方向将输电走廊进行近似等分,利用地理信息软件得到各分段的海拔高度和地面倾角这2个微地形参数;其次根据导线、地线的特性,结合各分段海拔高度,得到任意分段处导线、地线与地面的实际相对位置,最后以电气几何模型（electrical geometry model,EGM）为基础,计算各分段及各杆塔的绕击闪络率。以某500kV线路为例,计算其实际微地形下输电线路杆塔的绕击闪络率,结果表明该方法不仅能够反映输电线路的绕击范围,而且能够得到输电线路容易遭受雷击的杆塔;遭受过雷击的杆塔位于易击区间,证明了该方法的有效性。     

500kV交流同塔四回线路的绕击耐雷性能

为解决架设500kV同塔四回输电线路高杆塔时的雷害问题,运用改进的电气几何模型法及电磁暂态仿真程序计算了杆塔的绕击耐雷性能,得出了不同杆塔呼称高度、地面倾角、杆塔保护角和击距系数等参数时的绕击跳闸率并且详细分析了地面倾角、杆塔高度等参数对绕击跳闸率的影响。最后提出了改善500kV同塔四回绕击耐雷性能的措施,即在实际工程中,从减小杆塔高度、避雷线采用负保护角、增加绝缘子片数以及尽量避免在地面倾角较大的地点架设输电线路等几个方面综合考虑。     

基于蒙特卡罗法的500kV同杆双回路绕击跳闸率计算和分析

根据雷击现象随机性大的特点,选用蒙特卡罗法并结合电气几何模型对500 kV同杆双回线路的绕击跳闸率进行计算。在计算中,以暴露弧为0时对应的雷电流作为雷电的最大绕击电流,并分析了地面倾角、杆塔结构等因素对各导线绕击跳闸率的影响。计算结果表明,随着地面倾角增大,绕击跳闸率先增大后减小;绕击跳闸率随避雷线横担增长而减小;对同杆双回输电线路,应分别计算各导线的绕击跳闸率,而不宜仅仅求得总绕击跳闸率。这样可以对绕击跳闸率较高的导线加强绝缘,以提高线路的耐雷水平。     

基于Monte Carlo和EGM的同塔双回线路绕击跳闸率的计算

为准确评价输电线路的耐雷性能,采用蒙特卡罗法对雷电绕击线路的随机过程进行统计计算.针对同塔双回线路的实际杆塔结构,改进了电气几何模型(EGM)作为绕击判据,考虑输电线之间的相互屏蔽作用以及雷电先导入射角,通过先导位置落入绕击区间进行绕击的判定.选取220 kV同塔双回线路的实际杆塔进行绕击跳闸率的计算,与已有算法的计算结果进行对比分析,验证了改进算法的合理性,并分析了先导入射角,避雷线横担长度,地面倾角对绕击跳闸率的影响.     

高压直流单回输电线路耐雷性能研究

近年来,中国高压直流输电线路比例显著增加,线路的雷击事故也随着增加。建立了以杆塔多波阻抗为基础的反击闪络模型以及考虑地面倾角和接地电阻作用的绕击模型;依据具体运行杆塔模型,研究了雷暴日、地闪密度和接地电阻对反击跳闸率的影响规律,同时也分析了雷暴日、地闪密度和倾角对绕击跳闸率的影响规律;最后,采取有效的措施降低跳闸率,安装避雷器后线路的反击和绕击耐雷水平各增加了32.5%和162.3%,线路总跳闸率明显降低。