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。     

三明市10kV配电线路防雷分析与改进

三明市雷电活动强烈,配电线路绝缘水平低,雷击引起的跳闸事故在配网故障中占据很大比例。需要评估线路防护状况,有针对性地开展雷电防护。根据三明市2007-2014年间雷电定位资料,分析三明市雷电活动规律,拟合出雷电流幅值概率分布函数,计算出三明市平均地闪密度。应用电气几何模型及区间统计法计算10 k V配电线路直击雷跳闸率与雷电感应跳闸率。最后讨论加强绝缘及安装避雷器的防护效果。结果表明:理论计算得到的三明市10 k V配电线路跳闸率较符合线路实际跳闸数据。加强绝缘能够有效降低跳闸率。安装避雷器可明显降低线路雷电感应闪络概率,也能降低直击雷闪络概率,但需要安装较多的避雷器。     

配电变压器雷害绝缘故障影响因素及其防护措施研究

配电变压器的安全运行面临着严重的雷害威胁,需要合理分析其雷害绝缘故障影响因素。通过EMTP软件计算配电变压器遭受的雷电直击过电压和感应过电压,根据雷电过电压和绝缘故障出现的随机特性,利用区间组合统计法考虑雷电流幅值、雷电流波头陡度、雷击方位等因素的影响,计算配电变压器雷害绝缘故障概率。讨论线路安装避雷器、变压器高压侧安装避雷器对于降低配电变压器雷害绝缘故障的防护效果。分析结果表明:配电变压器雷电过电压波形均存在一定程度振荡,感应过电压波形振荡更为剧烈,但雷电直击过电压对变压器绝缘危害更大;配电变压器过电压概率密度分布曲线随着雷电流波头时间的减小、雷击点距线路水平距离的减小而整体右移,出现高幅值过电压的概率增大,导致变压器绝缘故障概率随着波头时间的减小、雷击点距线路水平距离的减小而增大。配电线路和变压器高压侧安装避雷器能够有效减少变压器雷害绝缘故障,但防护效果受接地电阻影响非常大,因此需要尽可能降低避雷器接地电阻以减少绝缘故障。     

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。     

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。     

架空配电线路感应雷过电压仿真分析

架空配电线路绝缘水平较低,因此雷电感应过电压引起的雷击跳闸率很高。为了分析配电线路感应雷过电压的特性,介绍了感应过电压的计算方法,使用二阶时域有限差分法(FDTD)计算感应过电压,以实际线路为例,分析了线路结构、雷电流参数、大地电导率及负载对感应过电压的影响。结果表明,线路高度的增加会使感应过电压增大;雷电参数对感应过电压计算结果影响较大;当大地电导率小于,其对感应过电压的影响不可忽略,计算分析时应予以考虑;需要对短时呈容性的设备做好防雷保护工作。     

基于EMTP的配电系统终端雷电感应过电压防护分析

配电线路因雷电感应导致故障的比例要远高于雷电直击,因此需要合理分析配电系统终端的雷电感应过电压防护。通过EMTP中的MODEL模块编程计算线路雷电感应过电压,分析雷击点距线路垂直距离和回击速度对配电终端过电压的影响,讨论不同负载性质下终端过电压随低压线路长度趋势,最后分析配电终端前安装SPD的防护效果。分析结果表明:10 kV线路附近发生雷击时,传递至低压配电终端的雷电感应过电压幅值仍然较高,会超过设备冲击耐受电压;配电终端雷电过电压随着雷击点距线路垂直距离的增加而降低,随着回击速度的增加而增大;配电终端过电压在阻性负载与感性负载幅值较小情况下随着220 V线路长度增加而降低,在容性负载情况下随着线路长度的增加而增大。配电终端前安装SPD后能够有效降低负载过电压,较好地保护终端设备。     

基于PSCAD/EMTDC软件的配电线路感应过电压计算方法

对配电线路的感应过电压及耐雷性能进行研究。通过相模变换将Agrawal模型转换为模量的波动方程,根据特征线法对波动方程进行分析,得到感应过电压的等值计算电路,并对雷电电磁场的计算方法进行简化。建立感应过电压在PSCAD/EMTDC软件中的计算模型,与数值计算方法比较以验证模型的准确性,分析土壤电阻率对感应过电压的影响及避雷器、耦合地线降低感应过电压的效果。结果表明,应对土壤电阻率较高地区配电线路重点保护;线路绝缘水平较低时(150 kV)要有效降低感应过电压,在土壤电阻率较低、较高时避雷器间距分别不宜大于400 m、200 m,绝缘水平较高(300 kV)且土壤电阻率较高时,避雷器间距不宜大于400 m;耦合地线与线路高度差越小,降低感应过电压效果越明显。     

配电网支线结构对雷击浪涌传播特性的影响分析

配电网线路雷电防护能力较弱且线路结构路径复杂,需要分析支线结构对雷击浪涌传播特性的影响。利用EMTP软件搭建配电网线路模型,分析H型支线结构与π型支线结构下雷击过电压传播特性,通过行波理论对结果予以分析,讨论配网连接点处安装避雷器的防护效果。分析结果表明:线路分支过电压随着距雷击点距离的增加而降低,且线路分支长度越长,分支终端过电压越小;线路结构分支数量越多,行波折射系数越小,各分支线路过电压越低,H型分支结构线路过电压明显小于π型分支结构;在配电网主线与支线连接点处安装线路避雷器能够在一定程度上降低各分支过电压。     

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。     

气体绝缘金属封闭输电线路雷电侵入过电压研究

气体绝缘金属封闭输电线(GIL)因其具有容量大、传输损耗少等优点逐步得到推广,需要分析GIL雷电过电压威胁及其相应防护措施。利用EMTP软件搭建500 k V输电线路和GIL模型,计算线路发生反击和绕击情况下GIL雷电过电压,比较过电压暂态特性差异,分析过电压对绝缘威胁及安装额外金属氧化物避雷器对过电压的抑制效果,讨论GIL上避雷器安装位置对防护效果的影响。分析结果表明:线路发生反击时,GIL过电压波形振荡比绕击时剧烈,但过电压幅值要低于绕击情况。距离雷击点越远,GIL过电压幅值越高。GIL过电压随着雷击电流幅值的增加而增大,在GIL上安装额外避雷器基本能够实现有效雷电过电压防护,但防护效果受避雷器安装位置影响。     

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。     

10kV架空配电线路防雷措施配置方案分析

根据配电线路感应雷跳闸特征,建立了感应雷跳闸计算模型。通过感应雷跳闸计算模型,分析了10 kV配电线路在更换绝缘子、不平衡绝缘、采用绝缘横担三种方案的感应雷跳闸频率变化情况,得出:更换绝缘水平更高的绝缘子是提高10 kV配电线路耐雷水平的最直接措施;在同塔双回线路中,一相安装避雷器能使线路防雷效果提高50%以上,且安装在中相导线时的提高幅度更大。根据10 kV配电系统一般为中性点不接地系统,两相安装避雷器时,可使感应雷引起的跳闸事故大幅降低;对于绝缘子等配电设施容易损坏的配电线路,在允许一定跳闸率的前提下,可安装保护间隙。     

根据电气几何模型对10 kV配电线路雷击跳闸率的计算分析

为了实现对10kV配电线路防雷性能的评估,制定相应防雷措施.首先根据计算雷击跳闸的电气几何模型原理制定10 kV配电网的电气几何模型,考虑雷击大地时在导线上产生感应过电压的影响.其次,通过对比分析直击雷暴露距离和感应雷暴露距离得出计算10kV配电线路的雷击跳闸率计算公式,以昆明某地区典型线路为例计算其雷击跳闸率,所得结果与实际情况比较符合.最后,根据电气几何模型分析了加强绝缘和安装线路避雷器两种情况的不同配置下的跳闸率降低效果,为10kV配电线路防雷计算与防雷措施评估提供了一个新方案.     

基于ATP-EMTP仿真分析的配电变压器雷电过电压防护方案研究

配电变压器是重要的电力转换设备,其安全可靠运行影响着配电网的供电质量。雷击造成的感应过电压是造成配电变压器故障的主要原因之一,目前我国大部分地区只重视在配电变压器高压侧安装避雷器,但这并不能起到有效的防护作用。本文建立了配电变压器的模型,在ATPEMTP中对雷电感应过电压侵入配电变压器进行仿真,得到高压绕组中性点和低压绕组是防护的薄弱点,并对低压侧加装避雷器、改善接地电阻、高压侧加装电感这3种防护措施进行仿真分析和效果评估。结果显示:在低压侧加装避雷器可以较大提升配电变压器的雷电防护能力,辅以改善接地电阻和加装电感能够进一步提升防护效果,本文最后对防护方案的整体经济效益进行简要分析,对配电变压器的雷电方案防护设计具有指导意义。     

电容器在10kV配电线路雷电防护中的应用研究

针对10 kV配电线路耐雷水平低、通常没有安装避雷线及线路避雷器的保护、雷击跳闸率高等现状,提出一种利用在绝缘子两端并联放电间隙与电容器串联支路,通过电容器分流雷电流的原理来对10 kV配电线路雷电过电压进行防护。阐述了利用并联放电间隙与电容器串联支路防雷机理以及利用电磁暂态仿真程序ATPDraw建立仿真模型,计算绝缘子两端在遭受雷击情况下承受的电压以及通过电容分流的雷电流大小;通过理论分析与仿真计算表明,在绝缘子两端并联电容器有良好的防雷效果;同时也指出了并联电容方法的优势与不足。     

10kV配电线路雷电感应过电压分布特性计算研究

配电线路的绝缘水平较低,线路易受雷击影响产生雷电过电压进而导致闪络等故障,由雷电感应过电压导致的故障占线路故障总数的90%以上。本文研究了一种仿真计算配电线路雷电感应过电压的方法并分析了6种不同因素对配电线路雷电感应过电压的影响。为计算雷电感应过电压,本文选择TL模型作为雷电通道模型,选择Agrawal模型作为场线耦合模型,根据所选数学模型在ATP-EMTP中搭建出仿真模型对雷电感应过电压进行仿真计算,结果表明:雷击点距线路中点最近时线路中点雷电感应过电压是线路最大雷电感应过电压。通过仿真时改变影响因素的数值得到,雷电感应过电压幅值随雷电流幅值的增大而增大,随雷电回击速度的增大而增大,随雷击点到线路距离的增大而减小,随雷电流波头时间的增大而减小,随线路高度的增大而增大,随土壤电导率的增大而减小。研究结果对配网雷电防护具有实际工程意义。     

雷电过电压引发电容式电压互感器铁磁 谐振特性分析与防护研究

近年来,电容电压互感器(CVT)在我国电力系统中得到越来越广泛的应用,需要详细研究雷电过电压引发CVT铁磁谐振特性及相应防护措施。通过在EMTP软件中建立35 kV变电站系统模型,分析线路遭受雷电直击或雷电感应时CVT铁磁谐振过电压特性,讨论过电压保护器件和阻尼装置等不同消谐措施的效果,最后分析线路安装避雷器或避雷线对铁磁谐振的抑制效果。研究结果表明:雷电过电压引发的CVT一次侧过电压波形振荡明显,雷电感应情况下过电压频谱范围更宽; CVT一次侧过电压幅值随着雷电流幅值的增加而增大,但雷电流幅值对过电压谐振周期影响不明显;高压侧分压电容或补偿电抗器两端并联放电间隙能够有效抑制CVT二次侧过电压幅值,但对过电压振荡抑制效果较差;速饱和阻尼、谐振型阻尼、电阻型阻尼装置均能够抑制CVT二次侧过电压幅值,速饱和阻尼和谐振型阻尼对过电压波形振荡抑制效果更为明显。高压侧线路安装避雷器或避雷线能够抑制雷电直击或雷电感应引发的CVT一次侧过电压,但避雷器安装较密或避雷线接地间隔较短才能取得较好防护效果。     

南方某县城10kV配电网防雷保护分析

根据南方某县城10kV配电网实际运行中的雷害情况和典型事例,全面分析了该县10kV配电网的防护现状和雷害原因,线路绝缘水平低、防直击雷措施少、避雷器使用不当和接地不良、雷电过电压和内过电压联合作用是目前该县10 kV配电网雷击跳闸率居高不下的主要原因.提出了10kV配电网综合防雷措施:规范避雷器的安装维护、改善避雷器和杆塔接地、在塔顶使用避雷针、使用自动消弧装置降低配电网建弧率、限制雷电流过后的弧光接地过电压和铁磁谐振过电压等.