10kV与35kV配电线路防雷技术比较

介绍了雷电过电压的分类,分析了10kV和35kV配电线路防雷技术的特点,提出了相应的防雷措施。实践应用的结果表明,10kV配电线路应重点考虑感应雷击过电压的防护,35kV配电线路则应同时考虑感应雷击和直击雷的防护。     

1000kV变电站雷电过电压的研究

将1000kV变电站与进线段结合起来,考虑雷击点与变电站距离,雷击处雷电流不同的幅值,杆塔冲击接地电阻等不同的影响因素,采用EMTP-ATP对1 000 k V雷电侵入波过电压进行了仿真研究。研究表明,雷击点的不同,雷击处不同的雷电流幅值,杆塔冲击接地电阻的不同都会给变电站内各设备雷电过电压产生较大的影响。验证了避雷器的保护效果,在变电站各设备前加装避雷器能有效的限制雷电过电压,并且在此前提下,在母线上加装1组避雷器,可更加有效的降低雷电过电压。最后提出在避雷器与变压器之前串联电感,以抑制雷电侵入波的陡度,并从工程经济的角度对加装的串联电感值分析,同时兼顾经济性与实用性,可为工程提供一定的参考。     

输电杆塔雷电冲击全波电磁扩散响应数值模拟方法

输电杆塔遭雷电冲击会形成故障电流,容易在其附近形成跨步电压,造成严重危害,因此需要对输电杆塔雷电冲击全波的电磁扩散响应数值进行模拟,构建线路-杆塔-接地网的一体化模型,研究土壤电阻率、雷电幅值、波前时间对输电杆塔雷电冲击全波电磁扩散的影响。研究结果表明：电磁扩散响应速度随土壤电阻率与波前时间的增加而降低;雷电幅值的增大会导致电流密度与电磁扩散速度的增加,其对电磁扩散响应有积极作用。实验时间内,在雷电幅值影响下,电磁密度与电磁扩散速度均未出现峰值;而在土壤电阻率与波前时间的影响下,电磁密度与电磁扩散速度均存在峰值。     

珠江三角洲地区典型10 kV杆塔感应雷耐雷性能分析

10 kV配电线路雷击跳闸的主要原因是感应雷。为分析各因素对感应雷耐雷性能的影响,从而实施有针对性的防雷治理改造,依据电磁场法推导了感应过电压的计算公式,选取珠江三角洲地区典型10 kV四回路直线塔BB 20,分析了雷击点位置、杆塔高度、线路绝缘水平对杆塔耐雷性能的影响。基于增加放电路径通道长度的原理,提出通过加装复合绝缘塔头或横担的方法来提高杆塔耐雷性能。     

10kV架空配电线路常用防雷措施防雷性能对比研究

建立了10kV配电线路直击雷和感应雷过电压计算模型,计算了不同防雷措施下线路耐雷水平和雷击跳闸率的变化规律,对比分析了不同安装方式下防雷装置的防雷效果。结果表明,不同防雷措施对线路感应雷耐雷水平提高的程度由大到小依次为多腔室间隙、氧化锌避雷器、避雷线和防弧金具;多腔室间隙和避雷器可大幅降低线路雷击跳闸率,感应雷跳闸率可降至0左右;接地电阻从0增至30Ω时,安装避雷线、避雷器、防弧金具和多腔室间隙时线路的直击雷跳闸率增大幅度分别为36.1%、13.9%、5.3%、2.3%;防弧金具主要保护本级杆塔,避雷器和多腔室间隙对邻近杆塔仍有一定的保护作用,且多腔室间隙的防护效果优于避雷器。     

珠江三角洲地区雷电时空分布规律的统计研究

利用广东雷电定位系统监测的2000-2008年雷电定位数据,分析广东省近十年雷电时空分布规律特征.通过绘制的历年平均地闪密度变化趋势图和1 km×1 km大小网格的网格法绘制的历年地闪密度图,分析珠三角地区地闪密度变化特征.另外,超过各电压等级输电线路反击耐雷水平的雷电流对电网影响很大,以典型线路耐雷水平为依据,绘制出超过输电线路反击耐雷水平的雷电地闪分布图,分析电网遭受雷击的危险区段.雷电流幅值对防雷评估和防雷策略的制定具有重要意义,根据统计方法分析了珠江三角洲地区及广东省雷电流幅值分布规律的特征,并绘制了超过造成输电线路耐雷水平的落雷分布网,指导不同经济水平层次城市的线路运行部门加强对雷电密集区和密集时段的运行维护,完善落雷密集区内的输电线路绝缘强度参考标准,并为设计部门提供新的线路防雷设计依据.     

同塔双回输电线路的雷电反击计算及仿真

由于同塔双回输电线路电感较大,将面临更加严苛的防雷保护问题,所以为了降低输电线路的跳闸率,有必要对输电线路雷电反击的影响因素进行研究。采用ATP-EMTP建立了反击仿真模型,研究了不同雷电流幅值下的绝缘子两端的电压变化情况。利用规程法计算出不同冲击接地电阻、不同杆塔高度及不同波阻抗下的线路的耐雷水平和反击跳闸率。计算结果表明:降低接地电阻或杆塔高度可以有效地降低同塔双回输电线路反击跳闸率;当波阻抗独立地变化10%时,输电线路的反击跳闸率将相应地变化约20%。     

500 kV线路进线段高绝缘对变电站雷电侵入波防护的影响

针对目前500 kV同塔双回线路普遍采用平衡高绝缘设计现状,从反击雷电侵入波和绕击雷电侵入波两个方面分析了500 kV进线段提高绝缘后对变电站绝缘的影响,研究表明:线路提高绝缘对反击雷电流和最大绕击雷电流的幅值没有影响,不会给站内设备带来额外的损害。     

500 kV海底电缆雷电过电压研究

依托南方主网与海南电网联网工程,运用ATP-EMTP电磁暂态分析软件,建立了500 kV架空线路与海底电缆线路的雷电侵入波仿真计算模型,采用修正后的电气几何模型法来计算最大绕击雷电流,采用先导发展法作为绝缘子串和空气间隙放电闪络判据,计算架空线路遭受绕击和反击时,无避雷器和有避雷器2种情况下海底电缆主绝缘上所承受的雷电过电压,据此校核海底电缆雷电冲击绝缘水平及避雷器配置的合理性。研究结果表明,合理配置避雷器大大降低了雷电过电压对海缆的影响,在架空线路遭受绕击和-250 kA雷电流反击时,海底电缆最大雷电过电压分别为-916 kV和-923 kV,海底电缆绝缘裕度和避雷器配置满足防雷要求。     

单相变压器雷电传变特性试验研究

为防止雷电波对单相变压器造成损坏,利用冲击电压发生器在不同幅值冲击电压及不同接线方式正反变换雷击过电压对单相变压器测试,并对试验结果进行了频谱分析,获得了单相变压器雷击频域传递特性。试验结果表明,雷电经变压器耦合到低压侧的电压值远高于实际变比感应到低压侧的幅值,正变换过电压冲击电压传递幅值高于反变换过电压。     

雷击输电线路时全波电磁暂态特性研究

研究遭受雷击时输电线路的全波电磁暂态特性,可以得出雷击时输电线路出现闪络现象的概率,避免输电线路发生破损,提高其安全性和稳定性。构建输电线路雷击仿真模型,包括杆塔、雷电流和输电线路模型,模拟输电线路受到雷击的情况,并分析其在雷击作用下所产生的2类电压,包括直接雷过电压和感应过电压,以此为依据分析输电线路在雷击作用下的全波电磁暂态特性。结果表明,当中间杆塔上相被60 kA雷电流击中时,导线相本基杆塔和邻近杆塔在受到雷击1 s内容易出现闪络现象;绝缘子被雷击时产生500~600 kA的电弧电流,造成绝缘子破坏;在输电线路的导线中安装避雷器,可避免其被雷击时的跳闸现象。     

基于EMTP的同塔并架多回线路防雷计算

通过对110 kV和220 kV单条输电线和同杆并架双回输电线路的防雷性能的仿真和计算,分析研究在多种雷击方式下输电线路的耐雷水平。采用国际通用的电力系统电磁暂态分析的仿真软件Elector-Magnetic Transient Program（EMTP）,对雷电侵入波在输电线路上所产生的过电压进行分析计算,得出过电压分布和变化的规律,进而从技术上和经济上限制雷电侵入波过电压。     

高耸建筑群对附近10 kV架空线路雷击跳闸率的影响

针对高耸建筑群的存在会降低周边10kV架空线路雷击跳闸率的问题,根据线路雷击跳闸率的计算公式分析了建筑物的存在对附近10kV架空线路雷击跳闸率的影响,并结合电气几何模型的击距理论分析了引入高耸建筑物后导线暴露弧与大地暴露弧交点的变化及建筑物相对介电常数、高度、距离、面积对雷电先导阶段导线附近电场、感应过电压和感应雷跳闸率变化的影响,为城区10kV架空线路防雷水平的评估提供一条新途径。     

加强线路绝缘对220 kV变电站绝缘配合的影响

针对加强线路绝缘能有效减少污闪事故、减小线路反击率但也可能会对变电站的绝缘配合构成威胁的情况,以瑞金220 kV变电站两种不同运行方式为例,建立了基于电磁暂态程序ATP-EMTP的仿真计算模型,计算了加强线路绝缘后雷电侵入波在变电站电气设备上产生的过电压或雷电流,研究了对变电站绝缘配合的影响.仿真计算结果表明,加强线路绝缘不会对该变电站绝缘配合构成威胁.     

光伏系统雷电防护特性仿真分析

由于光伏系统具有面积较大、暴露设备较多且需考虑直击雷防护装置阴影对太阳能电池板的遮挡影响等特点,因此其雷电屏蔽与传统电站存在差异。为更深入地了解光伏系统的雷电防护特性,结合光伏系统结构和雷电侵入途径,采用ATPDraw仿真软件,对光伏阵列及其电气设备进行建模,仿真计算了雷击光伏阵列不同位置、不同雷电流幅值及不同接地电阻情况下光伏阵列的损坏程度和对光伏系统内部设备过电压的影响,并根据计算结果提出了光伏系统雷电防护的重点。     

基于ATP仿真的多雷山区配电变压器防雷研究

针对南方多雷山区农村配电网变压器防雷保护薄弱易遭雷击损坏,分析了一起典型的10kV配变雷害损毁事故。由此发现配电变压器在防雷保护措施方面存在以下问题:配电变压器位于线路终端、低压侧未装设避雷器、杆塔接地电阻严重超标及不同电压等级线路同杆架设等,提出配变高压侧加装限流电感线圈、低压侧加装避雷器及采用杆塔接地装置新型式等措施。通过ATP-EMTP仿真验证了配变高压侧加装电感线圈能够有效降低高压侧雷电压的幅值和陡度,同时对比了新型杆塔接地型式和典型杆塔环形接地装置的雷电流散流特性,证明新型杆塔接地型式具有更好的冲击电流散流效果。     

直流滤波器对±800kV直流线路单极接地故障过电压的影响

基于极线间的电磁耦合作用和波过程,分析了直流滤波器参数对直流线路单极接地故障过电压的影响机理、直流滤波器电容值和电感值对该过电压的影响以及电容值对该过电压的影响规律。研究表明,直流滤波器电容值会对直流线路单极接地故障过电压产生影响,其中主电容对该过电压的影响最为显著,是控制线路过电压的关键,随着电容值增加,该过电压的增大趋势逐渐趋于平缓,而电感值对该过电压影响不大。将直流滤波器主电容限制在2μF以内,基本可以保证线路过电压幅值不超过额定电压的1.7倍。     

特高压输电线路雷电绕击影响因素及防护措施

针对雷电绕击对特高压输电线路运行可靠性的影响,在总结分析特高压交直流输电线路雷电绕击影响因素的基础上,结合现场运行数据及雷击观测对绕击防护措施的适用性及研究重点进行分析。结果表明,对交直流特高压线路绕击产生影响的因素有运行电压、保护角、地面倾角、杆塔塔型、线路弧垂等;根据地形选取合适的保护角可以将线路整体绕击跳闸率控制在较低水平,但个别塔位仍存在绕击风险;线路避雷器可大幅提升绕击耐雷水平,但大绕击电流、多次回击下避雷器能否承受雷电能量尚需进一步研究;杆塔侧针能大幅减小杆塔附近的绕击概率,但其保护范围能否覆盖线路绕击危险区域是确定其适用性的关键,亦需进一步研究。     

贵州地区雷电活动及分布规律探讨

为掌握贵州地区雷电活动的分布规律,以贵州省雷电定位系统监测的2006～2008年数据为基础资料,采用网格法对贵州省的雷电日、地闪密度等雷电参数进行统计分析,探讨了雷电流幅值分布规律,并提出了贵州省雷电流幅值累积概率分布计算公式,为贵州省山区输电线路防雷工作提供了科学依据。     

750 kV同塔双回交流输变电工程防雷保护研究

研究了750 kV线路雷电性能及750 kV变电所和开关站雷电侵入波过电压,指出造成750 kV线路雷击跳闸的主要原因是绕击。建议增加地线间距和提高绝缘子串绝缘水平以减小跳闸率。通过对兰州东变电所雷电侵入波的计算分析和变电所的特点,提出2种相应的MOA布置方案,并验证了绝缘选择的安全裕度,得出2种方案均可以满足防雷要求。