线路避雷器安装方案及效果分析

输电线路的雷害事故不仅会造成危险的雷电过电压,还可能扰乱电力供应。推荐采用有选择地加装线路避雷器的做法来减少雷电引起的绝缘闪络。以一条110kV传输线路为例,说明制定线路避雷器安装方案的原则:首先区分线路绝缘子闪络是由反击还是绕击引起的;线路避雷器的安装主要以保护易遭受雷击的个别杆塔为目的,除此之外,应兼顾整条线路耐雷水平的提高。     

线路避雷器的应用及监测

介绍了国内线路防雷的主要措施和运行情况,指出线路型无间隙避雷器主要悬挂于线路两端及进出变电站的第一个塔上,用于提高整条线路的绝缘水平;也安装在进出变电站的第一个杆塔,减少入侵雷的幅值。线路型带串联间隙避雷器主要悬挂于雷击多发区的输电杆塔上,保护线路绝缘子串免受雷电过电压引起的雷击闪络。检测主要采用泄漏电流监测、红外测温及紫外成像等方法;测量无间隙避雷器交流泄漏电流即全电流分量及其阻性分量,是带电测试线路型无间隙避雷器的主要方法。在条件允许的情况下,还应结合红外测温、紫外成像方法对避雷器进行监测,并做出正确的评价。对线路型带串联间隙的避雷器加装故障指示器为可能出现故障的避雷器提供标示,但应结合停电试验结果对避雷器的质量状况做出正确的评价。使用线路避雷器时应注意准确地选择保护范围、安装点及日常维护。     

110kV架空线路避雷器安装方式仿真研究

简单介绍了110 kV输电线路的防雷措施,重点应用PSCAD软件进行仿真建模,模拟雷击杆塔情况,分析研究易击杆塔及附近多基连续杆塔线路避雷器的安装位置对线路耐雷水平、绝缘子串闪络相以及导线中雷电冲击过电压的影响。仿真结果表明,不同的线路避雷器安装方式下,线路的耐雷水平提升变化不尽相同;高于线路最高耐雷水平10%的雷电流造成的绝缘子发生闪络的杆塔和相别有所不同;低于线路最低耐雷水平10%的雷电流造成导线中的雷电冲击过电压峰值和衰减速度均有所不同。结合线路避雷器造价高、工程量大以及实用性,在实际应用中对于110 kV上字型杆塔建议采用两边相安装线路避雷器来提高其防雷效果。     

降低配电线路雷击相间闪络概率对策研究

配电线路遭受雷电直击极易引发相间闪络,需要合理计算相间闪络概率,研究相应防护措施。利用EMTP软件建立10 kV配电线路模型,计算线路遭受雷击时发生相间闪络概率,分析导线布置方式和杆塔接地电阻对相间闪络概率的影响。讨论不同绝缘措施、避雷器安装方式和设置间隔等防护措施的防护效果。研究结果表明:导线垂直布置方式下,雷击导线时三相电位差最大,相间闪络概率也最高;雷击线路相间闪络概率随着杆塔接地电阻的增大而显著增加。增大线路绝缘子串闪络电压对于改善线路相间闪络效果不明显,采用绝缘导线时相间闪络概率远低于裸导线。雷电流波头时间均值越短,导线相间闪络概率越高。安装线路避雷器能够有效降低相间闪络概率,避雷器安装数量越多,设置间隔越密,相间闪络概率越低。避雷器防护效果受接地电阻阻值影响,需要尽可能降低杆塔接地电阻。     

基于EMTP的10 kV配电线路雷电感应跳闸率计算

雷电感应过电压导致的10 k V配电线路跳闸事故十分频繁,需要合理计算线路雷电感应跳闸率并采取针对性防护措施。利用EMTP中的MODEL模块编程计算线路雷电感应过电压,建立线路模型考虑线路闪络跳闸情况,利用区间统计法求取配电线路雷电感应跳闸率,分析线路工频电压对感应跳闸率的影响,最后讨论安装避雷器的防护效果。分析结果表明:配电线路三相感应过电压波形较为类似,过电压幅值相差不大;雷击点距离线路越近,感应过电压可能引发的线路跳闸次数越多;线路工作电压对雷电感应跳闸率的影响很小,基本可以忽略。安装避雷器可以降低雷电感应跳闸率,每基杆塔安装避雷器的相数越多,避雷器安装间隔越密,防护效果越明显。     

配电线路雷电感应过电压的避雷器防护分析

雷电感应过电压导致配电线路发生跳闸或故障的比例要远高于雷电直击,因此需要分析采用线路避雷器对配电线路感应过电压的防护效果。利用EMTP软件编程计算线路雷电感应过电压,分析安装线路避雷器对感应过电压的防护效果,讨论雷电流幅值和雷击点距线路距离、避雷器安装间距、接地电阻对避雷器抑制感应过电压效果的影响。分析结果表明:配电线路安装线路避雷器后能够在一定程度抑制雷电感应过电压;雷电流幅值越高、雷击点距线路近,避雷器抑制感应过电压的效果越弱;避雷器安装间距影响对感应过电压的防护效果,安装越密,线路感应过电压降低越明显。接地电阻对避雷器感应过电压防护影响非常大,过高的接地电阻会严重削弱避雷器对感应过电压的抑制效果,因此需要尽可能降低避雷器接地电阻。     

包头地区配网雷击故障及典型线路杆塔耐雷水平分析

统计分析了包头地区雷电地闪次数、雷电流幅值累积概率分布特征及配电线路雷击跳闸故障的时空分布特征;在电磁暂态程序(EMTP)中建立10 k V同塔四回线路雷击闪络模型,在考虑系统工作电压的情况下,研究了同塔四回线路雷击同跳闪络特性及避雷器的不同配置方式对线路耐雷性能的影响;根据研究结果,提出了改善同塔四回线路耐雷性能的最优方案:对多雷区的杆塔,宜采用在I回AC相、III回C相、IV回BC相加装避雷器;对中雷区的杆塔,建议在I回AC相、IV回BC相加装避雷器;对少雷区的杆塔,只需将避雷器加装在I回A相和IV回B相。     

220 kV线路避雷器雷电绕击保护范围及优化应用研究

线路避雷器作为一种防治线路雷害的措施其功效已被业界广泛认可,但是线路避雷器运维困难且成本较高,如何量化避雷器的保护范围、准确进行安装选点是影响避雷器应用效果的关键问题。基于电磁暂态计算软件ATP-EMTP建立220 k V输电线路雷击电磁暂态分析模型,分别对线路避雷器的有效保护范围与绕击高电位转移特性、线路避雷器绕击雷害治理与杆塔接地电阻的配合关系等问题进行研究。研究结果表明,避雷器的保护范围由雷电流大小、杆塔接地电阻和档距共同决定,避雷器安装点的绕击高电位转移会造成相邻杆塔的绝缘闪络;利用线路避雷器进行绕击雷害治理,杆塔接地电阻整治应考虑高电位转移的影响;治理易受大幅值雷电流绕击线路段,建议采用多基塔连续安装避雷器的方式。     

基于ATP-EMTP的10kV配电线路雷击性能研究

针对雷击10 kV架空配电线路时,配电线路直击雷过电压的计算与分析展开了一系列的研究。利用ATP-EMTP软件建立了直击雷过电压仿真模型,对比分析了雷直击杆塔顶部和雷直击相导线两种情况下的直击雷过电压波形和幅值。对10 kV农村架空配电线路遭受高幅值雷电流时的直击雷闪络特性做出了相关计算,给出了遭受高幅值雷电流时的绝缘闪络个数,雷击闪络时的雷电流沿线分布情况。仿真结果表明,雷电流幅值越大,雷击瞬间发生杆塔闪络的范围也在扩大,而且发生闪络的杆塔入地电流沿雷击点向两边递减。     

并联间隙在典型同塔三回线路中的应用

并联间隙可疏导电弧至间隙形成的空气中燃烧,有效保护绝缘子串,避免发生永久性故障,从而提高重合闸成功率。本文以广州供电局某同塔三回输电线路为例,基于其实际运行雷电活动参数、地形地貌参数及绝缘配置参数等,评估了全线各基杆塔雷击闪络风险,制定了并联间隙及避雷器差异化安装方案。经过雷雨季的运行,安装有并联间隙的杆塔发生了一次雷击跳闸,重合闸成功,现场巡视结果表明,并联间隙有效疏导了电弧。最后理论分析了该次雷击跳闸,结果表明,安装并联间隙形成差绝缘配置可有效降低三回线路雷击同跳概率,同时也证明了利用并联间隙进行差异化防雷治理的有效性。     

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。     

±800kV直流线路避雷器关键技术参数设计及防雷效果分析

为提高特高压直流输电线路的防雷保护水平,借鉴了±500 k V直流线路避雷器的设计经验,并结合实际线路运行情况,设计计算了±800 k V直流线路避雷器关键技术参数。最后,通过仿真计算分析,从理论上考察了所设计的线路避雷器对特高压输电线路的防护效果及吸收能量情况。依据研究结果,提出了特高压直流线路避雷器额定电压为为960 k V,避雷器雷电冲击50%电压取值2 900 k V,标称放电电流为30 k A,外串间隙距离最大为2.0 m。仿真结果表明,所设计的避雷器能够显著提高杆塔反击和绕击耐雷水平,可靠保护该基杆塔,雷击极端情况下其通流容量为3.645 MJ,避雷器通过最大雷电流为72.3 k A。     

输电线路防雷措施的仿真与分析

使用ATP-EMTP电磁暂态分析软件选取了矿区常用的110 kV级的输电线路作为仿真研究对象,根据实际参数模拟了雷电流、输电线路、杆塔、绝缘子串和避雷器,建立了雷击输电线路的仿真模型。本文主要针对110 kV输电线路在遭受雷击时,加装与不加装避雷器情况的比较和接地电阻的变化对雷击过程的影响进行仿真分析。得出:输电线路加装避雷器和降低杆塔的接地电阻可以有效保护输电线路的安全,保证煤矿电网的安全稳定运行。     

配电线路雷电感应过电压避雷线防护效果分析

雷电感应过电压是导致配电线路运行故障的主要因素之一,需要合理分析避雷线对线路感应过电压的防护效果。利用EMTP中的model模块编程计算配电线路雷电感应过电压,分析安装避雷线对感应过电压的抑制作用。讨论雷击点距线路距离、避雷线高度、避雷线数量和位置、多点接地间隔等因素对感应过电压抑制效果的影响。研究结果表明:配电线路安装避雷线能够明显抑制线路雷电感应过电压;随着雷击点距线路距离的增大,避雷线的抑制效果有所增加;避雷线高度越高,对感应过电压的抑制效果降低越明显;避雷线数量的增加能够增大对感应过电压的抑制效果,尤其是在接地电阻阻值较低的区域。避雷线对感应过电压的抑制效果随着避雷线接地间隔的缩短而增大,在线路绝缘子串闪络电压较低情况下可以通过缩短避雷线接地间隔来确保线路不发生两相闪络。     

胜利油田输电线路防雷的研究

针对胜利油田采油场用电设备采用配电型避雷器进行保护收效不理想的情况,对油田6kV及1140V线路的雷电过电压情况进行了分析及研究,认为在雷击线路时,会产生感应过电压,反击过电压和雷击导线过电压。感应过电压的耐雷水平约为86kA;反击过电压的耐雷水平约为(21￣28)kA;雷击导线过电压的耐雷水平约为2kA。提出通过架设线路型无间隙避雷器和线路型空气间隙避雷器来提高线路的耐雷水平,通过一个雷雨季节的验证,防雷效果十分明显。     

线路避雷器安装布点策略研究

雷击是引起输电线路跳闸的主要原因之一。加装线路避雷器是根治输电线路雷击跳闸的有效手段。以福建电网220kV卓旧I路为例,建立了反击计算模型,对比了不同避雷器安装方式对典型杆塔及其相邻杆塔反击耐雷水平和反击跳闸率的影响,得到了线路避雷器的保护作用范围,并据此提出了避雷器安装布点策略:优先考虑连续多基杆塔反击跳闸率为C级或D级的情况,结合线路档距制定不同的安装方案;对于杆塔反击跳闸率为C级和D级,相邻杆塔未达到C级或D级的情况,C级杆塔安装一相避雷器,D级杆塔安装两相避雷器。基于提出的避雷器安装布点策略,以220kV卓旧I路为例,在防雷改造时可减少线路避雷器安装数量,提高线路运行经济性。     

10kV配电线路雷害事故分析及防雷措施仿真研究

根据某地10 kV配电线路的雷害情况和典型事例,分析了10 kV配电线路跳闸的原因。结合相关理论计算分析后得出:感应雷过电压是造成10 kV配电线路跳闸的主要原因,对均高15 m的架空配电线路,若雷击点距此线路65 m,雷电流幅值为100 kA,感应雷过电压可以达到576.9 kV。结果表明:更换线路绝缘子、适当加装线路避雷器、并联保护间隙和安装自动跟踪补偿消弧装置可以有效提高10kV配电线路的耐雷水平,降低线路雷击跳闸率。     

避雷器接地电阻对10 kV配电线路终端设备雷击暂态特性影响分析

雷电击中配电线路后,沿线路入侵的雷电浪涌十分容易造成配变低压侧设备的损坏,安装避雷器能够提高线路的耐雷水平,为了有效的提高避雷器的防雷效率,有必要分析其对线路终端设备雷击暂态特性的影响。利用EMTP软件搭建完整的安装柱上变压器的配电系统模型,分析避雷器接地电阻、安装避雷器的杆塔之间的间距及敷设避雷线三种因素对终端设备雷击暂态特性的综合影响。结果表明:终端设备过电压随避雷器接地电阻的增大而增大,接地电阻越大,增大幅度越小;敷设避雷线后,终端设备过电压有一定程度的降低;安装避雷器的杆塔之间的距离越小,终端设备过电压也越小。最后得出通过避雷线的安装以及减小安装避雷器的杆塔之间的距离,可以在不降低终端低压设备雷电防护水平的情况下适当的增加高电阻率地区避雷器的接地电阻,所得结果对于降低接地结构的成本以及对配电线路终端设备的雷电防护有一定的指导意义。     

风电场中直击雷的防护和研究

风力发电场中输电线路是防雷保护的重要部分,当直击雷击在输电线路上时,不仅会对线路本身带来破坏,其产生的侵入波过电压将顺着线路传递至风电机组,可能会引起变压器的损坏,从而导致风电机组的停运。以某风力发电场雷击事故为例,将通过电磁暂态软件程序ATP/EMTP建立雷电直击输电线路的模型(雷电流模型、杆塔模型、输电线路电缆模型、避雷器模型、绝缘子串模型和变压器模型),通过仿真计算出升压变压器上的暂态过电压和流过电缆的最大雷电流,并仿真了在安装线路避雷器和降低接地电阻时,雷击点处的雷电过电压和过电流值。最后通过综合对比提出了在1号、2号杆塔安装避雷器和降低杆塔接地网电阻值的两种保护措施来对风电场场内输电线路进行有效防雷。     

特高压直流接地极线路雷击闪络风险研究

接地极线路的安全稳定运行对整个特高压直流输电系统的可靠性有重要影响。针对目前接地极线路绝缘配合存在的问题,开展了招弧角雷击闪络试验,获取了间隙距离与雷击50%闪络电压的关系;建立了基于蒙特卡洛法的接地极线路的雷击闪络率计算模型,分析了主要影响因素。结果表明:目前我国的接地极线路绝缘强度较低,招弧角的存在,增大了雷击闪络风险;接地极线路的雷击闪络率与雷电流幅值概率分布和招弧角间隙距离密切相关,在进行绝缘配合设计时需考虑感应雷过电压。