110kV同塔三回输电线路异常雷击同跳故障机理分析及防护

为分析同塔非对称排列三回输电线路异常雷击同跳故障机理,以华东电网一条110kV非对称排列三回输电线路异常雷击同跳故障为例,分析了故障产生原因为雷电反击;再分析了雷击时刻各相绝缘子电压分布,研究了不同雷电流下闪络情况,找到了造成异常三回同跳的原因,并提出防止多回同跳的措施。结果表明,由于工频电压叠加作用,使得各相绝缘子电压分布不一致,B相电压较低无法闪络,#1回A相因工频电压较低难以建弧,#2、#3回A、C相耐受电压在临界击穿电压附近,造成部分相击穿并闪络,部分相未击穿或无法成功建弧;降低接地电阻、架设耦合地线、改变相序排列及布设避雷器等措施可有效降低故障发生概率。研究结果为110kV非对称同塔三回线路防雷改造提供指导。     

1000kV同塔双回线路相序布置及导线安全距离研究

同塔双回线路共有六种相序布置方式,为选取最优相序,以皖电东送淮南—上海1000 kV特高压输变电工程为例,利用CDEGS软件包、MATLAB、EMTP程序,仿真计算了同塔双回线路各种导线排列方式下电场、磁场、无线电干扰、可闻噪声、自然功率、线路不平衡度和反击跳闸率。结果表明,相序布置对同塔双回线路的电磁环境、自然功率、线路不平衡度及耐雷性能等电气特性有一定的影响;线路的工频电场、自然功率和线路不平衡度是决定线路最优相序布置的关键因素。综合各种电气特性因素,得出了线路的最优相序布置——ABC/CBA;最后在最优相序布置下推算了1000 kV同塔双回线路跨域建筑物的安全距离。其计算方法与结果可供实际工程参考。     

同塔多回输电线路差异化防雷措施研究及防雷改造

对同塔多回线路采取不同雷击防护措施状况下的耐雷性能进行仿真分析,研究各种防雷措施的配置方式及效果。针对宁波电网典型220kV线路防雷运行现状,评估了雷击闪络风险等级大小。根据现有各种防雷措施的特点以及在220kV线路上的适用性和可行性,结合不同措施的防雷效果和综合应用效果,制定了220kV晓洲晓昌线路的差异化防雷改造方案。结果表明,220kV晓洲晓昌线路全长37.34km,85基杆塔进行差异化防雷改造后,雷击跳闸率同比下降82.66%,每年雷击导致同跳的次数为0.011次,防雷改造取得了较好效果。     

220／110kV混压同塔四回输电线路耐雷性能研究

为评估220／110kV混压同塔四回输电线路的耐雷性能,采用改进电气几何模型（EGM）与电磁暂态程序（EMTP／ATP）计算了其绕、反击跳闸率,并分析了地面倾角、地线保护角、杆塔呼称高度、接地电阻、架设耦合地线等因素的影响。计算结果表明,混压同塔四回路220kV线路绕击相对严重,110kV线路反击相对严重。最后,提出了改善线路雷电性能的措施,建议在实际工程中防绕击采用负保护角（〈-5°）和安装侧向避雷针,防反击采用降低杆塔接地电阻（≤5Ω）和架设耦合地线。     

220kV同塔四回线路电磁环境研究

采用同塔多回架空线路方式是解决输电走廊紧张矛盾的根本措施之一.针对220 kV同塔四回线路的电磁环境问题,采用CDEGS软件包进行了仿真研究,计算了输电线路在不同导线排列方式下地面上方1.5 m处的工频电场、工频磁场、无线电干扰、可听噪声值,并根据工频电场的限值划定了线路走廊的宽度;通过对计算结果的比较分析得出了导线的最优排列方式,并提出了减小线路周围工频电场的措施;仿真结果表明,影响220 kV同塔线路电磁环境的主要因素是工频电场.     

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 kV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。     

非全线同塔双回架设的1000kV换位线路电流不平衡度研究

在地形复杂或覆冰较严重处,输电线路无法采用全线同塔双回的方式架设,而采用并行单回架设的线路段时需研究其对全线三相电流不平衡的影响。对此,在推导电流不平衡度计算方法的基础上,通过ATPEMTP仿真建模计算,研究了有一个整循环换位的1 000kV双回分段架设线路中相序排列、换位方式及单回线路段的首尾连接方式、回间距离等因素对电流不平衡度的影响,得出了较优的换位、相序排列组合方案及单回线路段连接方式,并总结了单回线路段的回间距离对线路电流不平衡度的影响规律,对改善实际非全线同塔双回架设的线路中出现的电流不平衡问题有参考意义。     

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。     

基于同序分量的同塔四回输电线路故障测距方案

为给同塔四回线路发生故障后快速而准确地进行故障定位提供一种适用性广、稳定性强的故障测距方案,在对同塔四回输电线路进行数学建模、解耦并作序网分析的基础上,根据电路关系推导得到基于同序分量的故障测距方案,并利用PSCAD/EMTDC进行了仿真验证。结果表明,该测距方案不受故障类型的影响,受系统运行方式影响很小,且耐受过渡电阻能力强。     

特高压同塔双回输电线路自然功率研究

提出“广义单回输电线路”的思路,将同塔双回输电线路的同名相视为一相。以此为基础分析计算了相序排列方式、导线分裂间距、导线分裂数及导线截面等对特高压同塔双回交流输电线路自然功率的影响并提出了导线分裂间距的优化建议。该方法也可扩展到任意多回的情况。     

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。     

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。     

避雷器安装方案对线路耐雷性能的影响研究

雷击跳闸是输电线路总故障跳闸的主要原因，安装线路避雷器是防止线路雷击跳闸的有效措施。为降低线路雷击跳闸率，提高线路安全性，利用电磁暂态计算程序(ATP-EMTP)，采用绝缘子串和空气间隙先导法、修正电气几何法对一条500 kV单回线路未加装线路避雷器时的反击性能和绕击性能进行了仿真建模计算，对影响因素进行了分析，提出了避雷器的安装原则，对不同安装方案进行了对比研究。研究表明，线路避雷器可以有效提升线路的防雷性能，对水平布置的单回线路，防止反击时避雷器应重点安装在较高呼高、冲击接地电阻较大的杆塔两边相导线上，防止绕击时应重点安装在较高呼高、较大地面倾角时的下坡侧边相导线上。研究成果有助于指导线路避雷器安装的选点和设计工作。     

220 kV输电线路耐雷水平仿真研究

针对用规程法计算输电线路耐雷水平偏于保守的问题,借助电磁暂态分析程序ATP EMTP对一个实际的输电线路进行建模,将仿真计算结果与规程法计算结果进行比较,并分析两个不同的绝缘子串模型和雷击塔顶两个不同的避雷线支架对反击耐雷水平的影响。结果表明,ATP EMTP法计算耐雷水平比规程法更具合理性,有利于节省防雷造价,雷击塔顶OPGW光缆侧的反击耐雷水平比普通铝包钢绞线侧大,采用IEEE绝缘子串模型得到的反击耐雷水平要比采用武汉高压研究所绝缘子串模型小。     

冲击电晕对1 000 kV交流输电线路耐雷水平的影响分析

为分析冲击电晕对1 000kV特高压交流输电线路耐雷水平的影响,针对现有电磁暂态仿真软件并无电晕模块、且只建立相导线上电晕模型而忽略避雷线上的电晕所存在的不足,基于电晕库—伏特性,采用ATP-EMTP软件分别建立了避雷线与相导线的电晕等值电路模型,并与Jmarti线路相结合,仿真分析了1 000kV交流输电线路反击与绕击耐雷水平。结果表明,不论考虑工作电压与否,与不计电晕相比,计及电晕可使1 000kV交流输电线路的反击耐雷水平提高近21%,绕击耐雷水平提高40%以上,为1 000kV特高压交流输电线路防雷设计提供了参考。     

±800 kV特高压直流输电线路雷电性能及防护措施研究

  目的  雷击是造成±800 kV特高压直流输电线路故障的首要原因,开展输电线路防雷评估对系统的安全与稳定运行至关重要。  方法  文章依托我国某在建±800 kV特高压直流输电线路工程,根据工程设计使用条件选用导、地线型,通过沿线各海拔、气象区分布塔型数量,确定了主力杆塔;综合沿线各塔位地面倾角、土壤电阻率、雷暴日、气象区等分布比例,评估了全线耐雷性能,并针对工程雷电特性,提出了具体的防雷优化措施,此外,还对比了电气几何模型（EGM）法中关于地形考虑的2种方法间的计算差异。  结果  计算结果表明:工程综合雷击闪络率不满足设计参考值要求,全线以绕击防护为主,沿线雷暴日与杆塔正极侧的地形条件是防雷关键影响因素。  结论  将全线位于C级及以上多雷区,山区正极侧地面倾角≥25°的杆塔保护角采用?15°设计后,可满足雷击闪络率不大于0.10次/（100 km·a·40 d）的防雷要求,经分析对比邻近已投运±800 kV线路的耐雷性能与实际运行数据,论述了文章计算方法及结果的合理性。     

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。     

金寨地区10 kV配网防雷改造措施分析

以金寨地区10kV配网为研究对象,使用EMTP软件建立金寨地区典型配网线路模型,分析了金寨地区落雷情况和线路耐雷水平对雷击跳闸的影响,以及地闪特征与雷击跳闸次数的相关性。研究表明,金寨地区线路雷击跳闸次数与落雷情况具有强相关性,近3年线路跳闸次数提高主要是由于金寨地区地闪密度及地闪强度提高。基于金寨地区地闪时空分布特性,提出10kV配网线路防雷改造措施,并分析了线路防雷改造后与10kV开关站的绝缘配合问题。