基于电力信息网络雷电定位系统的开发

介绍了建立雷电定位系统(LLS)的必要性及LLS的基本原理和发展历程。原有LLS本身固有的缺点已不能适应雷电数据应用的需要,基于电力信息网络的LLS采用了网络化的雷电信号传输方式,建立在统一地理信息系统(GIS)平台之上,实现与其他系统之间的数据共享和资源共享,WEB发布方式极大地提高了系统功能的可用性,实现了雷电定位数据在最大范围内的应用。     

用“同心圆法”评价雷电定位系统的探测效率

作为雷电研究及灾害预警的关键设备,雷电定位系统（简称LLS）在国内的电力及气象系统得到了普遍应用,但是对其探测效率目前尚没有切实有效的评价方法。为了解决这一问题,从实践出发,利用计算机软件技术,采用“同心圆法”对上海地区SAFIR3000 LLS的探测效率进行了客观评价,得出结论：（1）随着距离增大,LLS的探测效率逐渐下降,定位误差和所探测到的平均电流强度增大;（2）SAFIR3000 LLS对云地闪的探测效率比较低下,其有效探测范围只有120km左右,远没有达到其生产厂商所宣称的效果;（3）用“同心圆法”评价LLS的探测效率具有科学性．值得在雷电探测及研究领域进行推广。     

输电线路雷击组合测距新算法

针对现有输电线路雷击定位方法存在的诸多缺点,提出一种新的测距算法。该算法综合考虑雷电定位系统(LLS)和单端行波测距法的特点及适用性。首先利用现有LLS判断出雷击的大致距离,然后利用该距离及线路参数来准确识别故障点反射波和对端母线反射波到达测量端的时刻,进而利用单端行波测距法精确测得雷击距离。该算法克服了地理环境、探测站距离等因素对LLS定位精度的影响,以及单端行波测距因无法准确辨识故障特征波前而导致测距精度无法保证的不足。在雷击故障时,测距公式充分利用测量数据,消除了波速不确定的影响,并在一定程度上消除了弧垂和线路长度变化对其带来的影响。EMTP仿真结果验证了该算法的正确性,并且测距精度得到很大的提高。     

雷电定位系统监测雷电日与人工记录雷电日的比较

为了更好地应用雷电定位系统(lightning location system,LLS)监测雷电参数,对雷电定位系统监测数据与人工雷电日进行了对比分析。利用圆面积法,以气象观测站为中心,分别取半径r=5,6,7,8km的圆区域,统计分析雷电定位系统在该面积区域的雷电日,并与广东省气象局地面观测站人工监测的雷电日进行对比统计,对比分析了人工雷电日与雷电定位数据的差异性,找出了2者的相关性。统计分析表明,雷电定位系统监测的雷电日,在不同的面积区域相差很大,在r=7km圆区域的雷电日数据能较好地接近人工雷电日,尤其是在多年统计中,接近程度更高;利用r=7km圆区域的LLS雷电日得出雷电日Td与地闪密度Ng的经验公式为Ng=0.004Td1.802。     

应用雷电参数统计分析220kV同塔双回输电线路绕击性能

为全面反映城市主干电网220kV同塔双回输电线路防雷性能差异性,研究多雷地区输电线路的防雷特征,提出了应用雷电定位系统(LLS)长期监测数据统计的雷电参数,对输电线路进行雷电性能分析和研究的方法。以雷电活动强烈的珠海市220kV同塔双回输电线路为例,统计分析1999～2008年共10a的LLS监测数据,利用改进电气几何模型(EGM),结合风险等级评估的方法研究了输电线路绕击雷电性能,并与运行经验进行了对比。分析计算结果表明:高雷暴区线路的地闪密度远大于规程推荐值,所计算得到的绕击跳闸率比采用规程推荐参数计算的要高,与运行经验能很好地符合,采用的计算方法适合雷电活动强烈地区输电线路绕击防雷性能评估。     

安徽500 kV线路雷击跳闸原因分析

利用雷电定位系统(LLS)分析2002、2003年安徽电网500kV输电线路雷击跳闸后,得出绕击是500kV输 电线路雷击跳闸的主要原因。提高线路绝缘水平、减小避雷线保护角及杆塔接地电阻等措施是线路防雷工作的重要措施,LLS对于雷击故障点的查找、事故分析都有重要指导作用。     

鄂西三峡地区雷电定位系统与卫星闪电观测数据的比较分析

鄂西三峡地区是我国重要的输电线路走廊,雷击闪络事故比较严重。为研究这一地区雷电活动规律,对2005-2008年电网雷电定位系统（lightning location system,LLS）和卫星搭载的闪电图像传感器（lightning imagesensor,LIS）数据进行了配对比较研究。其中,以LIS数据为基准,在...     

云南电网雷电定位监测系统的试运行分析

总结了云南电网雷电定位监测系统试运行期间的探测效率和定位精度,对取得的雷电数据以及输电线路雷击跳闸情况进行初步的分析,并提出了系统运行和运用方面存在的问题以及相应的解决措施。     

广州电网新一代雷电定位系统的建设与应用

广州地区雷电活动频繁,但在广州仅有1个探测站点布置,且不含中心站,雷电探测效率和定位精度均较差,不能满足雷击故障定位需求。基于此,广州电网从2012年开始新一代雷电定位系统建设,2013年建设完成涵盖5个探测站的新雷电定位系统,并完成与中国南方电网有限责任公司(以下简称"南网")雷电定位系统联网,联网后的新系统在雷击探测效率与定位精度两方面都有了明显提升,同时新系统建有中心站,可实现落雷次数、雷电流幅值等关键参数的测量统计。为此,使用新系统对广州地区2015年与2016年的雷电活动情况进行了统计与分析,同时针对2016年广州输电线路雷击跳闸数据进行对比,分析了3种雷电定位系统在定位精度和探测效率两个关键指标上的差异,所得结果显示:新联网系统探测效率为91.4%,比旧系统提高约17%;新联网系统平均定位精度为592.52 m,比旧系统平均定位精度(896.66 m)提升约34%。     

湖南省电网雷电活动时空分布特征

雷电活动时空分布是防雷工程中重要的基础资料,可以为输电线路选择有效的防雷措施提供参考依据。为此基于湖南省雷电定位系统(LLS)2002～2008年的雷电数据库,通过统计不同时间段和区域内的地闪次数和雷电流幅值,得到了湖南省雷电活动的时空分布特征。同时利用地理信息系统(GIS)和网格法得到了湖南省地闪密度分布图和雷电日分布图。统计结果表明:湖南省雷电活动在不同时间段和区域内的落雷次数和雷电流幅值雷击概率分布差异明显;雷电日分布与地闪密度分布通过多年累积数据分析后发现有较强的相似性,并依此得到了湖南省雷电日推算地闪密度的经验公式。     

闪电定位资料与人工引雷观测结果的对比分析

闪电定位系统(LLS)是目前最主要的雷电监测手段,在雷电预警以及雷电防护等工作中起着重要的作用,但其性能指标大多基于理论分析,实际检验工作一直比较缺乏。为了对闪电定位结果的精确性进行检验,利用2007/2008年广州从化人工触发闪电的近距离光电观测数据,分析了广东电网闪电定位系统对人工触发闪电事件及其回击过程的探测效率和探测精度。结果表明:对于14次包含有回击过程的人工触发闪电事件,闪电定位系统共探测到13次探测效率约为93%(即13/14);对于能够利用观测资料确认的62次回击过程,闪电定位系统共探测到26次,探测效率约为42%(即26/62);参与定位的站数≥3个的回击记录有24次,其中有21次回击过程属于接地点已知的地面触发闪电事件,闪电定位系统对这些回击过程接地点位置的平均定位误差约为760m;对于其中9次有雷电流直接测量结果的回击过程,闪电定位系统雷电流峰值反演结果的相对误差约为14%。     

雷电定位系统地闪密度分布图与雷击故障相关性分析

为检验基于雷电定位系统的地闪密度分布图用于输电线路防雷的有效性和可用性,从输电线路实际运行经验角度对地闪密度分布图与雷击故障的相关性进行分析。以全国多个地区和线路走廊为例,基于雷电定位系统的地闪密度分布,获得了各区域雷区分布,通过相应区域输电线路多年雷击故障位置相关性分析,计算了各雷区等级中的雷击跳闸率或故障杆塔比率。通过比较分析雷区等级及地闪密度值与雷击故障分布之间的相关性,表明地闪密度分布与雷击故障之间存在正相关性,基于雷电定位系统绘制的地闪密度分布图描述雷区分布是有效的和适用的。     

Estimation of the current peak value distribution of all lightning to the ground by electro‐geometric model

When we examine the lightning frequency and the lightning shielding e?ect of the electro‐geometric model (EGM), we need the current distribution of all lightning to the ground. The distribution of lightning current to structures is di?erent from this distribution, but it has been used in EGM conventionally. We assumed the lightning striking distance coe?cient related to the height of structures in order to obtain a result which corresponds to the observed frequency of lightning to structures, and estimated the current distribution of all lightning to the ground from data listed in the IEC 62305 series of EGM. The estimated distribution adjusted by the LLS detection e?ciency agreed well with the distribution observed by LLS. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 184(3): 14–26, 2013; Published online in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com). DOI 10.1002/eej.22356     

山东雷电监测定位系统数据分析与应用

本文给出了山东雷电定位网的布网形状、覆盖区域、探测效率及定位精度，并介绍了雷电定位网在电网调度中的实时应用，主要为：雷击故障点的确定及自动报警、雷电活动趋势的预报及电网走廊雷电活动特性的实时分析。另外还对山东雷电监测定位网１９９３年到１９９６年期间探测到的１３７６６５次闪电数据进行了统计分析，得到了山东雷暴月、雷暴天、雷暴小时数以及雷电强度分布、回击数分布、密度分布等。     

输电线路雷电防护技术研究(一):雷电参数

充分了解输电线路的实际雷电特性是线路防雷的基础。为此,在全面分析目前国内外现有的雷电参数获取方法的基础上,分析了与输电线路防雷分析、设计紧密相关的雷电日、地面落雷密度、雷电流幅值及雷电流波形等雷电参数的研究现状及存在的问题。作者开发的雷电流波形监测装置已在山东泰安输电线路安装,并已成功捕捉到了我国第1个与CIGRE推荐波形相似的雷电流波形。分析表明:雷电活动具有明显的地域性,目前我国雷电防护方面需要开展的工作是应充分利用雷电定位系统监测数据,统计分析得到不同区域的年雷电日、地面落雷密度及雷电流幅值分布,另外应在不同地区、不同电压等级的典型输电线路易击杆塔上安装一定数量的雷电流波形监测装置,监测积累我国的实际雷电流波形及幅值特性,同时实现对雷电定位系统雷电流幅值监测的标定和校核,使我国电力系统的雷电防护做到有的放矢。     

1000kV皖电东送输变电工程沿线的雷电分布特征

为了充分了解和掌握1000 kV东线工程—安徽至上海输变电工程沿线走廊雷电分布特征及雷电参数,满足线路防雷设计和今后运行需要,采用网格法对安徽、江苏、浙江和上海电网雷电定位系统2005～2008年地闪主放电资料进行统计分析,绘制了东线工程穿越的4省市的雷区分布图,标出了多雷区。进而以东线线路走廊为对象,将全线按0.1°×0.1°分成63个统计段,采用线路走廊网格法统计分析了沿线每段的地闪密度Ng、雷电日Td和线路走廊雷电流幅值分布特征,结果表明东线特高压沿线地闪密度均大于现行行标推荐值。用统计值对该特高压线路绕击闪络率进行了校核计算,找出了易受雷击并可能发生闪络的易闪段,#1段及位于皖南山区和浙北西部的#27～#51段为全线易击段,#1,#27～#30、#43～#50为易闪段,在实际地形下部分区段利用行标参数得到的绕击闪络率偏小。研究结果已被1000 kV皖电东送输变电工程差异化防雷设计所采用。     

湖南省雷电活动及其规律的分析

地闪活动规律是防雷工程中重要的基础资料,可以为输电线路路经的选择及采取有效的防雷措施提供参考依据。为掌握湖南省雷电活动及其规律,根据湖南省雷电定位系统2002—2010年共9a的雷电数据,统计分析了湖南的雷电流强度概率分布;结合气象观测站1997—2003年雷暴日观测记录,利用地理信息系统（GIS）,采用网格法统计不同...