220kV同塔4回输电线路防雷研究

任何超高压、高压输电线路均要考虑防雷,同塔多回线路也不例外。文章结合初步设计的4层、6层同塔4回塔型,分别对上海电网220kV同塔4回线路的雷电反击和绕击性能进行研究。通过计算线路的反击耐雷水平、绕击特性和总的雷击跳闸率,研究了各种因素对线路防雷性能的影响,并结合上海电网的实际情况给出杆塔的雷电冲击绝缘水平和防雷优化措施。     

220kV同塔双回线路雷电反击四相同跳故障分析

雷击是导致架空输电线路故障跳闸的主要原因之一,严重威胁电网的安全稳定运行.同塔双回线路输送电量大,双回同时故障给电网带来的影响突出,必须采取措施防范此类事件发生.对某220 kV同塔双回线路雷电反击四相同跳故障进行了分析,计算了各相在不同运行状态下的耦合系数,校核了两回线路各相在不同绝缘配置下的反击耐雷水平,全面剖析了...     

500kV同塔4回线路不平衡绝缘的耐雷水平

目前我国500kV同塔4回线路主要采用平衡高绝缘配置,每相导线配置31片155mm绝缘子。针对典型杆塔竖塔,杆塔高度较高,易绕击相与反击闪络相为上层两回线路,提出了不平衡绝缘方案,即上层两回线路采用31片绝缘子,下层两回线路26片绝缘子。在评估采用不平衡绝缘后的防雷水平时,采用改进电气几何模型(EGM)与电磁暂态程序(EMTP)计算杆塔在不同雷电等级、地面倾角以及杆塔接地电阻等情况下耐雷水平的计算结果表明,2种绝缘配置(平衡绝缘与不平衡绝缘)的线路耐雷水平相差很小,若地面倾角<15°,接地电阻<15Ω,则竖塔可以采用不平衡绝缘配置方案。比较耦合地线以及三地线提升线路反击耐雷水平的效果后认为,当杆塔采用平衡高绝缘时,三地线反击耐雷水平优于耦合地线。当杆塔采用不平衡绝缘时,在接地电阻为5～15Ω时,三地线防反击效果优于耦合地线,当接地电阻>20Ω时,耦合地线防反击效果更佳,并对改进竖塔防雷提出了建议。     

220 kV/110 kV同塔6回线路耐雷性能研究

针对220 kV/110 kV同塔6回并架线路进行了雷电绕击、反击跳闸率计算,并提出了具体的改进建议。     

220kV同塔双回线路光缆与地线配置方案比较

针对同塔双回输电线路地线配置的设计,提出三种地线配置方案,在保证其线路安全运行的情况下,从费用投资、材料利用、远景规划等方面进行比较。     

500kV同塔四回输电线路竖塔与横塔耐雷性能比较

同塔四回输电线路随着线路回数的增加,铁塔高度和横担宽度较单回线增加明显,杆塔塔型对线路的耐雷水平有较大的影响.为了正确评估500 kV同塔四回线路横塔和竖塔的耐雷水平,采用改进电气几何模型(electric geometry method,EGM)与电磁暂态程序(elector-magnetic transient p...     

500kV同塔双回线路雷电反击同跳故障分析

雷害是造成输电线路跳闸的主要原因之一,湖北地区近5年雷害跳闸占比高达33％.对某500 kV同塔双回线路雷电反击同跳故障进行了分析,计算了各绝缘子串和空气间隙的雷电冲击放电电压和各相导地线间几何耦合系数,校核了两回线路各相不同间隙的反击耐雷水平,剖析了线路故障跳闸原因.通过对比考虑/不考虑线路运行电压的耐雷水平,超高压...     

1000kV/500kV同塔混压四回输电线路反击耐雷性能

在线路走廊比较紧张的东部地区,特高压电网考虑架设同塔混压多回输电线路,开展特高压同塔混压线路反击耐雷性能研究具有重要的意义。采用统计法计同时考虑工作电压的影响,在电磁暂态程序(PSCAD/EMT-DC)中建立了1000kV/500kV同塔混压四回输电线路反击耐雷性能仿真模型。和常规线路对比,得出了特高压同塔混压线路反击耐雷性能的特点。针对其特点,分析了500kV上层横担外侧导线和一侧导线绝缘水平及500kV相序排列对线路反击耐雷性能的影响。结果表明:随着外侧导线绝缘水平的增强,500kV线路的单、双回反击跳闸率降低;随着横担一侧导线绝缘水平的增强,500kV线路的双回反击跳闸率降低;当外侧导线为异名相导线时,500kV线路的单回反击跳闸率较高,双回反击跳闸率较低。为了改善500kV线路的反击耐雷性能,可以增强外侧导线的绝缘水平,为了改善500kV线路的双回反击耐雷性能,可以增强横担一侧导线的绝缘水平,采用不平衡绝缘,外侧导线应采用异名相导线。     

±500kV三沪Ⅱ回同塔双回直流输电线路防雷分析

±500kV三沪Ⅱ回直流输电工程是我国首条同塔双回直流输电线路,同塔双回的特殊结构在节约输电线路走廊资源等方面有一定优势,但在防雷安全方面较单回直流输电线路有显著区别,极线布置和空气间隙直接影响到线路耐雷水平。为此,对±500kV三沪Ⅱ回直流输电线路的耐雷水平进行仿真计算,结果表明,线路的反击耐雷水平比较高;各种极线布置方式的反击耐雷水平和绕击耐雷水平存在差异;考虑导线-杆塔空气间隙后,线路的反击耐雷水平和绕击耐雷水平均有所下降,其中反击耐雷水平下降得更明显。对整条线路的雷击跳闸率进行估算,得出双正极在最上方的布置方式跳闸率最低。     

220kV同塔四回输电线路反击耐雷性能影响因素

采用ATP-EMTP软件建立仿真模型,对220 kV同塔四回输电线路反击耐雷性能进行了仿真计算和分析。分析了雷击杆塔塔顶时,杆塔塔身及各横担不同部位电位分布,并讨论了杆塔高度、杆塔冲击接地电阻、土壤电阻率、绝缘水平等因素对线路反击耐雷性能的影响。结果表明：低土壤电阻率地区杆塔接地电阻对线路反击耐雷性能影响不明显,高土壤电阻率地区降低杆塔接地电阻能够提高线路耐雷水平;需要根据实际条件尽可能地降低杆塔高度;线路各层导线可以采取不同的绝缘水平。     

500kV同塔4回输电线路绕击的耐雷性能

为研究同塔4回输电线路绕击耐雷性能,采用改进电气几何模型对其进行了分析。同塔4回输电线路导线数目多,避雷线需同时保护多相导线,因此必须通过确定雷电绕击的范围以得到绕击计算时所需的击距系数k、临界击距rsc、最大击距rsmax、年落雷次数N和雷击击距为r的概率等基本条件。在实际分析验证典型塔型的基础上建立了计算模型,改变相应参数得出绕击跳闸率n与杆塔高度hc、避雷线保护角θs、地面倾角θg、击距系数k等的对应变化关系。结果表明,n随hc增加、θs增大、θg增大、k减小而增大,采用负θs和降低hc是提高500kV同塔4回线路绕击耐雷性能的有效办法。     

大港油田110/35kV同杆四回线路的防雷保护设计

为了加强油田线路的防雷保护,采用电磁暂态计算程序（ATP-EMTP）对大港油田输配电线路进行仿真分析计算,建立110/35 kV同杆四回输电线路模型,对实际运行的接地网进行冲击接地电阻计算,进而分析避雷器不同配置方式对耐雷水平的影响;分析感应过电压的发展过程,采用Heidler雷电流模型、Agrawal场线耦合模型对配电线路感应过电压进行数值计算,对其特性进行分析,针对实际运行情况给出了合理的避雷器推荐安装密度.     

杆塔接地电阻对同塔多回线路防雷性能的影响

杆塔接地电阻是最直接影响杆塔反击耐雷水平和反击跳闸率的因素,为了解杆塔接地电阻在不同杆塔模型下对杆塔反击耐雷水平的影响以及接地电阻对同塔多回线路不同回路导线耐雷水平的影响,通过相关模拟计算,分析了不同杆塔模型和不同绝缘子模型下,不同电压等级的输电线路杆塔接地电阻的变化对杆塔反击耐雷水平以及塔顶电位的影响。不同杆塔模型所得杆塔的塔顶电位和耐雷水平有所差异,且随着杆塔接地电阻的增大这一差异会越来越小,当接地电阻增大到一定值时,不同杆塔模型的耐雷水平趋于一致。最后,计算分析了杆塔接地电阻对同塔多回线路各回路导线反击耐雷水平的影响,对于同塔多回线路,各不同回路导线高度不同,杆塔接地电阻对各不同回导线的影响也有所差异,导线越接近地面,耐雷水平受接地电阻的影响越大。降低接地电阻对提高多回线路下层线路耐雷水平有明显作用。     

同塔多回线路防雷计算中的杆塔模型

为准确评价同塔多回线路高度较高杆塔的雷电性能以计算各横担上的电位,给出了同塔多回线路杆塔分段传输线模型,杆塔不同部位用不同波阻抗和不同视在波速模拟。EMTP实例仿真结果表明雷击杆塔后各横担上电位差值小于系统电压峰值,系统电压的相角将会决定闪络的相别,较精确地反映了同塔多回线路杆塔中雷电波传播的暂态过程。这是集中电感或单一波阻抗模型无法模拟的。     

1000kV/500kV同塔混压4回输电线路的防雷性能

在线路走廊比较紧张的东部地区,特高压电网考虑架设同塔混压多回输电线路,特高压同塔混压多回输电线路相比常规线路在防雷性能上有没有其自身的特点,这是目前期待解决的问题。针对这一问题,利用电磁暂态程序（PSCAD/EMTDC）和改进的电气几何模型（EGM）计算了1000 kV/500 kV同塔混压4回输电线路的反、绕击跳闸率,分析了避雷线保护角θs、1000 kV线路底层横担和500 kV线路顶层横担之间距离H及500 kV线路顶层横担宽度l对线路绕击跳闸率的影响,比较了1000 kV/500 kV同塔混压4回输电线路和其他电压等级同塔混压线路的防雷性能。结果表明,线路的反击跳闸率较低,但存在500 kV双回反击跳闸的可能性。线路的绕击跳闸率高于其他电压等级的同塔混压线路,1000 kV绕击跳闸率随着θs和H的增加而增大,随着l的增加而减小。500kV绕击跳闸率不受θs的影响,随着H的增加而先减小后增大,随着l的增加而增大。线路整体绕击跳闸率随着θs、H和l的增加而增大。为了减小线路的绕击跳闸率,可减小θs和H,在19.06～25.06 m范围内适当增加l。     

500 kV输电线路绝缘地线雷电流分布

对于重覆冰区域的输电线路来说,地线覆冰会严重威胁到线路的安全运行。采用绝缘地线直流融冰的方式是解决架空地线覆冰问题的方法之一。当输电线路发生雷击事故时,直流融冰采用的绝缘地线与杆塔之间的雷电流分布情况决定了杆塔的塔顶电位,影响着杆塔的耐雷水平与线路防雷接地的保护。利用电磁暂态软件EMTP,对杆塔和绝缘地线中的雷电流分布进行了计算分析。计算结果表明,在500 kV输电线路中,雷电流主要通过杆塔流入大地,雷电流的幅值、杆塔档距、接地电阻的大小、地线结构、直径以及地线接地方式等对绝缘地线和杆塔分流情况有重要的影响。计算结果可为绝缘地线分流系数和杆塔分流系数的研究提供重要的参考价值,并有利于指导输电线路的优化设计。     

不平衡绝缘在220 kV和110 kV同塔双回线路中的应用

应用电磁暂态仿真计算EMTP程序,对在同塔双回线路中采用不平衡绝缘时,可将两相闪络有效锁定在低绝缘侧的最低不平衡度进行了分析,并提供了相应的绝缘配置方案.当线路采用平衡绝缘或绝缘的不平衡度较小时,雷击导致的两相闪络通常发生在两回线路中,即一回各有一相闪络;而随着两回线路绝缘水平差距的拉大,两相闪络将逐渐向低绝缘侧集中.利用该原理,通过保证两回线路之间足够的绝缘水平差距可将两相闪络锁定在绝缘水平较低的一回中,即实现以一回三相跳闸为代价来避免严重的双回同跳事故,从而提高线路的双回耐雷水平.计算结果显示,当220 kV和110 kV同塔双回线路的绝缘不平衡度达30％左右,或分别相差4片和3片绝缘子时,不平衡绝缘可较好地起到锁定两相闪络的效果.并且,该方案的防同跳效果在采用各种导线相序布置方式的双回线路上均稳定可靠,因而可有效地避免同塔双回输电线路发生雷击同跳事故.     

220 kV同时与1 000 kV和500 kV同塔混压四回路相互影响不平衡度仿真研究

利用EMTP以实际工程中同塔双回路220 kV线路在不同段分别与特高压1 000 kV和超高压500 kV线路同塔混压四回线路为模型,对不同工况下输电线路的电流不平衡度进行了研究,以便得到同塔四回线路合适的相序排列方式。仿真结果表明:当系统中同时存在1 000 kV/220 kV和500 kV/220 k V同塔四回路布置时,在1 000 kV线路和500 kV线路不同运行工况下220 kV线路的电流不平衡度会受到一定的影响,且500 kV输电线路的电流不平衡度也会受到不同运行方式下1 000 kV输电线路的感应影响。根据对220 kV导线不同相序布置方式下线路电流不平衡度的计算,推荐同塔双回路220 kV线路采用逆相序布置方式。