基于危险雷电流区间分布的输电线路雷击故障性质判断方法

雷电定位系统可获取雷电流幅值、定位等信息,用于线路雷击故障定位,但至今缺乏实用的方法将雷击信息与线路雷击跳闸信息合理整合,实现雷击故障性质判定。为此,对不同杆塔接地电阻下线路反击耐雷水平及不同地线保护角和地面倾角下线路绕击临界雷电流分布区间进行量化,得到线路直击雷危险雷电流幅值分布区间,再以雷电定位系统监测所得雷击电流幅值与反击、绕击危险雷电流区间作比对的机制,建立线路雷击故障性质判别概率算法模型,形成一套完整的雷击故障性质判断方法,并基于此开发了线路雷击故障性质判断软件。经典型雷击跳闸线路的雷击性质判断验证,该方法能实现输电线路雷击故障性质的快速判定,判断结论准确可靠。     

实测雷电流波形反演雷电特征参数的研究

安装在500kV运行线路上的雷电流全波形在线监测装置,获得了一次击于输电线路上的有效雷电流波形。对比于雷电定位系统的查询结果,该有效波形在时间、空间、幅值上与之基本一致。通过MATLAB软件处理采集到的有效波形,并与雷电定位系统数据对比。借助电磁暂态仿真程序PSCAD,对雷击位置、雷电流幅值及波形特征进行反演,得到了有关雷电流的特征参数,如雷电流峰值、波前时间、半波时间等,从而实现了雷击位置的定位与雷电流的复现,并为雷电流仿真模型的修正提供了基础数据。     

输电线路防雷措施的仿真与分析

使用ATP-EMTP电磁暂态分析软件选取了矿区常用的110 kV级的输电线路作为仿真研究对象,根据实际参数模拟了雷电流、输电线路、杆塔、绝缘子串和避雷器,建立了雷击输电线路的仿真模型。本文主要针对110 kV输电线路在遭受雷击时,加装与不加装避雷器情况的比较和接地电阻的变化对雷击过程的影响进行仿真分析。得出:输电线路加装避雷器和降低杆塔的接地电阻可以有效保护输电线路的安全,保证煤矿电网的安全稳定运行。     

一起大电流雷击故障跳闸分析

本文针对一起大电流雷击故障跳闸事故的分析,在调研了现场情况的前提下,结合雷电定位系统数据,采用基于电磁暂态仿真分析程序的ATP-EMTP法,分别建立雷电电流波形和雷电通道波阻抗模型、输电线路模型、杆塔模型、绝缘子串闪络模型、接地电阻模型及感应电压模型,对其耐雷水平进行了计算,分析了跳闸原因,并针对本次事故的特点,提出了整改措施,预防类似事故再次发生,并为其线路的防雷提供经验。     

风电场中直击雷的防护和研究

风力发电场中输电线路是防雷保护的重要部分,当直击雷击在输电线路上时,不仅会对线路本身带来破坏,其产生的侵入波过电压将顺着线路传递至风电机组,可能会引起变压器的损坏,从而导致风电机组的停运。以某风力发电场雷击事故为例,将通过电磁暂态软件程序ATP/EMTP建立雷电直击输电线路的模型(雷电流模型、杆塔模型、输电线路电缆模型、避雷器模型、绝缘子串模型和变压器模型),通过仿真计算出升压变压器上的暂态过电压和流过电缆的最大雷电流,并仿真了在安装线路避雷器和降低接地电阻时,雷击点处的雷电过电压和过电流值。最后通过综合对比提出了在1号、2号杆塔安装避雷器和降低杆塔接地网电阻值的两种保护措施来对风电场场内输电线路进行有效防雷。     

高压直流输电线路雷击故障仿真与故障选极方案

高压直流输电线路极线间的电磁耦合,在雷击情况下特别明显。一极发生故障将同时在健全极线上感应出暂态电气量,有可能造成健全极线路保护误动,从而导致单极故障时双极停运,影响送端电网和受端电网的安全稳定运行。本文在对雷击暂态仿真方法进行研究分析的基础上,以±660kV高压直流输电线路为例,利用PSCAD暂态仿真软件建立了雷击暂态仿真模型,分析了雷电流幅值对直流输电线路绝缘的影响。为避免雷击故障后非故障极的线路保护误动,提出了基于电压突变量积分值及其比值的单端故障选极判据。     

中重冰区输电线路防雷措施及分区防雷研究

输电线路覆冰是一种分布广泛的自然现象.对于分布在中重冰区的输电线路,避雷线经常处于严重覆冰状态,弧垂增大以及不均匀脱冰等现象时有发生,进而引发避雷线断线、输电线路对避雷线放电等严重故障,对中重冰区输电线路覆冰避雷线的研究势在必行.本文使用电磁暂态仿真软件EMTP-ATP对220 kV输电线路进行了仿真建模,实现中重冰区输电线路线路的防护策略研究.建立了输电线路的雷击暂态模型,对输电线路的雷击跳闸率进行计算,结合EMTP仿真模型及跳闸率计算方法,探讨了不同杆塔型号在有无避雷线两种情况下的雷击跳闸率,进行数据分析,最后,提出了中重冰区的分区防护策略并进行仿真分析.结果表明,全线取消避雷线会导致输电线路的雷击跳闸率增大10至20倍.采用分区防护策略,取消高海拔位置的杆塔两端避雷线的措施完全可行,在单端无避雷线杆塔及两端无避雷线杆塔加装线路避雷器能最大化降低雷击跳闸率,避免因避雷线覆冰造成的故障.当在杆塔上、下两相安装避雷器或者三相全安装避雷器两种方式可以更好地实现雷电防护.     

不同配置方式下的同杆双回输电线路雷电冲击特性的研究

同杆双回输电线路在电能传输中登场的几率越来越高,特别是110kV、220kV输电等级更是占了该等级传输网络的47%~64%,而运行资料表明输电线路三分之二的故障是由于雷击引起,雷击地闪时双回面临单跳和同跳的风险比单回进一步提高。通过ATP-EMTP电磁暂态软件对不同配置方式下的同塔双回输电线路的仿真计算,得到在不同配置方式下的雷电冲击特性并给出了各种配置方式下雷电冲击特性效果最好的方式,可以为在建以及规划中的双回电网防雷提供建设性参考建议。     

多重雷绕击750kV同塔双回线的事故分析

利用PSCAD/EMDTC电磁暂态仿真软件对一起750kV同塔双回输电线路跳闸的事故进行了仿真分析,结合现场的录波图确定了事故产生的原因为多重雷电绕击输电线路引起的继电保护动作闭锁了单相重合闸,后续雷击引发的单相对地闪络导致了线路跳闸。针对本次事故原因提出继电保护动作之前对雷电过电压的特征进行分析,以确定是否需要采取单相跳闸。     

基于雷击暂态特性分析的220kV线路避雷器通流容量研究

线路避雷器是进行线路绕击雷害治理的有效工具,为了降低成本、便于安装,研究者希望避雷器体积更小、质量更轻。但是减小避雷器电阻片直径必须在确保线路避雷器安全泄放雷电流能量的前提下进行。本文通过对雷击输电线路电磁暂态特性进行研究,对不同雷击条件下的雷电能量分布进行了计算,提出了在综合考虑雷电绕击高电位转移的前提下,合理使用线路避雷器,可有效降低线路避雷通流容量要求,减小电阻片直径,降低线路避雷器质量和制造成本。     

线路型避雷器在110kV玄石线的应用研究

以泸州110 kV玄石线为例,介绍了如何最大限度提高输电线路耐雷水平的方法:一分析线路的杆塔参数和地势,找出需要进行重点防护的地区;二通过理论分析和电磁暂态仿真,比较不同避雷器安装方式的防雷效果。分析了冲击接地电阻对耐雷水平的影响以及线路避雷器吸收的雷电放电能量,确定了线路型避雷器的参数要求。对玄石线110kV输电线路耐雷水平进行仿真计算,易击杆塔的耐雷水平可从76kA提高到410kA。因此,在特定区段合理安装线路型避雷器,大大提高了输电线路的耐雷水平。     

计及冲击电晕的输电线路雷电过电压影响因素研究

基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,在考虑了冲击电晕对雷电过电压影响的同时,研究雷电流波形与幅值、避雷线布置方式、杆塔塔型、导线布置方式(包括导线排列方式、导线分裂数)、接地电阻等因素变化时,杆塔塔顶或导线上雷电过电压的特点及其参数关系,用以找到各种情况下输电线路雷电过电压的关键影响因素。结果表明:冲击电晕对输电线路雷电过电压的影响很大;雷电流幅值与波形、杆塔塔型、接地电阻对输电线路的反击过电压有较大的影响;而雷电流幅值与波形、避雷线布置方式、导线分裂根数对输电线路的绕击过电压有较大的影响。     

750kV同塔双回输电线路雷击塔顶感应电压的数值计算

架空输电线路的雷击感应电压计算是电力线路绝缘设计、采取防雷保护措施的基础计算。对雷击750kV同塔双回输电线路塔顶产生感应电压的暂态过程进行了分析,采用电磁场数值分析方法,建立了回击电流模型和线路耦合模型,精确地计算了感应电压值。计算结果表明,感应电压随时间变化非常快,所以在计算雷击塔顶的耐雷水平时,如果把感应电压以一个恒定值的方式计入,必然会产生一定的误差,应该考虑感应电压的暂态过程。     

吉林省66kV及220kV输电线路防雷措施及应用效果分析

电力系统输电线路的各种防雷措施长期使用效果需要得到评估,笔者通过对吉林省66 kV及220 kV输电线路落雷、雷击跳闸情况的数据汇总,并对所采取的线路防雷措施的效果进行分析统计,同时提出一个有效雷击跳闸率公式,对各种防雷措施的效果进行分析和比较,结果表明66 kV线路雷击跳闸率变化规律与220 kV线路雷击跳闸率变化规律类似,但220 kV线路雷击跳闸情况确实较66 kV线路严重;线路避雷器防雷效果很理想,少长针驱雷器防雷效果不理想,可控避雷针防雷措施虽然有一定效果,但安装时间太短还需进一步防雷效果分析,耦合地线防雷效果一般,最后提出防雷措施建议。     

Global Mapper软件在输电线路防雷中的应用

输电线路防雷实践需要全面准确地积累各种雷电参数及对输电线路线径周围地形地貌做出准确地判断,传统方法对雷电参数的积累不够全面和精确,而对输电线路周围地形地貌的判别往往需要耗费大量的人力物力。针对上述问题,简要介绍了Global Mapper软件的基本功能,重点阐述了该软件在输电线路雷电参数的优化统计和对雷击跳闸线路周围地形判别方面的应用。通过该软件,可以实现三维雷击地闪点定位,在三维地理空间更为全面地收集雷电参数;优化雷电地闪密度参数的计算方法,使雷电参数的统计更为精确;生成输电线路路径断面图,计算出实际的线路防雷保护角;生成任意线路段所经地区的立体地形图,方便了对线路周围地形的判别,节省了现场踏勘的时间和精力,提高了工作效率。     

电容器在低压输电线路防雷防护中应用的分析

通过对低压输电线路中并联接入电容器的理论分析,得出了当低压输电线路中有雷电感应过电压时,电容器能够降低雷电过电压的幅值;低压输电线路中有雷电波传输时,根据雷电波传输的折射、反射原理,电容器能够降低雷电波的陡度;电容器与电涌保护器并联组合使用,能够降低SPD的残压。进行的模拟雷电感应过电压以及模拟雷电流冲击试验验证了并联在低压输电线路中的电容器能够降低感应过电压的幅值、雷电波陡度以及降低SPD残压的作用。提出了在低压输电线路的雷电防护中,电容器与SPD并联使用能够更有效地提高电子、电气设备的防雷效果。     

云南高海拔地区雷电活动分布规律的研究

为获取云南省的雷电活动规律,结合雷电定位系统2005年—2008年的雷电监测数据,对整个云南省的落雷次数、雷暴日、落雷密度等雷电参数进行统计分析,并对雷电流幅值分布进行拟合。结果表明,采用IEEE推荐的表达式比雷电定位系统测量的雷电流幅值累积概率曲线和概率密度曲线拟合效果比采用我国现行规程中推荐公式要好,规程推荐的雷电流幅值累积概率在大于29 kA时比实际值大,而规程推荐的典型杆塔反击耐雷水平大于41 kA,这使得反击耐雷水平的设计趋于保守。根据电气几何模型的基本原理,对输电线路的绕击跳闸率进行计算,结果表明实际雷电流幅值概率密度计算得到的绕击跳闸率将比规程推荐公式计算值大,当最大绕击雷电流达到80kA时,所有电压等级的绕击跳闸率将是规程计算绕击跳闸率的4倍以上,这与目前高压输电线路雷击跳闸率比设计值偏高的事实基本相符。     

雷电定位系统统计数据在输电线路绝缘耐雷性能分析中的应用

由于雷电活动在不同地区存在较大差异,用规程DL/T620-1997推荐的雷电参数对输电线路绝缘的耐雷性能进行分析时,得出的结果往往与运行实际相差甚远.以广西110 kV竹防-竹石同塔双回输电线路为例,利用雷电定位系统统计的雷电参数和规程DL/T 620-1997推荐的雷电参数,对线路绝缘的耐雷性能分别进行计算分析,证明...     

交流输电线路雷击跳闸率计算方法研究

目前对交流架空输电线路雷击跳闸率的计算有多种方法,由于模型不同、初始参数选取不同,计算结果出现较大差异。针对这一问题,以陕西110 kV、330 kV、750 kV高压输电工程中110 kV三角排列、330 kV三角排列、330 kV与750 kV同杆双回架空输电线路为例,分别采用DL/T620—1997"交流电气装置的过电压保护和绝缘配合"推荐的计算方法、EMTP仿真计算法与电气几何模型计算方法对架空输电线路雷电反击和绕击跳闸率进行了计算。同时结合多年实际观测的雷击跳闸数据对计算结果进行了对比分析,为选择合适的计算方法提供参考。