基于磁环的输电线路雷击过电压抑制方法

提出一种基于磁环抑制的方法对输电线路进行雷击防护。首先采用曲线拟合得到磁环材料的磁化函数,进而基于微元法与电磁场理论计算建立了磁环的磁链计算模型,并利用有限元法(FEM)验证磁链计算模型的合理性;然后,利用磁环的磁链计算模型在ATP/EMTP中建立磁环电磁暂态模型,进而分析了不同磁环材料、磁环截面积、磁环长度及磁环形状对磁环抑制雷击过电压效果的影响。基于典型的110 kV输电线路对所提方法进行仿真。结果表明：磁环磁链计算模型与FEM计算结果最大误差低于5 %,验证了所提方法的合理性;增加磁环的截面积和长度能加强磁环的雷击过电压抑制效果,但在外半径、长度分别取60 mm、6 m后出现了饱和现象。现场试验结果表明,安装磁环后,雷击过电压得到了有效的降低,仿真和试验结果之间的最大误差为5.92%,验证了所提磁环磁链计算模型、电磁暂态模型的正确性以及磁环抑制雷击过电压方法的可行性。     

多重短间隙灭弧装置及其工频续流遮断能力测试

基于灭弧栅熄灭大功率电弧的原理,采用多重串联短间隙灭弧方式设计了用于配网线路防雷的多重短间隙灭弧装置。根据IEC 60060-1—2010中关于续流遮断试验的要求,针对该灭弧装置的熄弧原理制订了工频续流遮断能力测试的试验方法,并设计与搭建了10 kV冲击回路与工频续流回路相结合的联合试验平台,利用该试验平台对多重串联短间隙灭弧装置的工频续流遮断能力进行了测试。试验结果表明,该灭弧装置在遭遇冲击电压击穿后能在续流过零点时刻切断工频电流,且其后不会随着工频电压的恢复再次发生击穿。     

湖泊岸边红壤土渗流对杆塔接地电阻的影响

为研究湖泊水分渗透对红壤土区的杆塔接地装置电阻的影响,采用有限元法结合试验研究了红壤土电阻率与饱和度的关系及水分渗透过程,在CDEGS中构建接地装置模型,提出水分影响系数的概念,计算渗透存在对湖泊周边杆塔接地装置接地电阻的影响。结果表明,红壤土电阻率对水分十分敏感,渗透会改变土壤饱和度的分布,引起土壤电阻率降低,使接地电阻下降;离湖泊越远,杆塔接地电阻越大,水分影响系数越大,水分影响系数呈缓慢-迅速-缓慢的上升趋势。     

10 kV系统冲击与工频续流联合试验回路设计

为检验10 kV带间隙防雷装置在冲击闪络后熄灭工频续流电弧的能力,设计了一种冲击试验与工频续流试验相结合的试验回路。为了产生较高电压下的高幅值工频续流,采用LC串并联谐振回路产生工频续流,对该回路中各元件的参数进行计算并给出合理数值,最后利用同步控制回路提取冲击信号来导通工频续流回路,实现冲击试验与工频续流试验的同步。计算结果表明,该联合试验回路能在产生1.2/50 μs冲击波的同时产生频率为50 Hz的正弦电流波且电流的振荡能够持续至少100 ms,满足带间隙防雷装置在冲击闪络后,检验工频续流下熄灭电弧能力的要求。     

一起GIS触头接触不良导致的接地事故分析

介绍了一起由于导电杆未安装到位,致使导电杆与触指接触不良,触头发热熔化,最终造成母线导体对外壳放电的单相接地短路故障。通过对气体绝缘全封闭组合电器（GIS）接头结构的分析,对GIS触头连接不良缺陷的早期发现与交接试验提出了建议。     

基于EMTP的输电杆塔与接地系统的暂态过电压建模分析

为评估分析输电线路系统的防雷性能,研究雷击暂态过电压在线路系统内部传输的波过程尤为重要.针对电网典型的110 kV输电线路,建立输电线路-杆塔-接地装置的联合系统模型;将杆塔进行分块建模,考虑斜材的复杂结构且基于电磁场理论与ANSYS软件导出斜材的波阻抗值,并将杆塔进行细分段,建立输电杆塔模型;将电感效应与火花效应纳入典型接地装置的暂态电路分析模型中,并利用MODELS模块实现;考虑绝缘子、避雷器、输电线路、避雷线的影响,联合ATP-EMTP软件进行雷击过电压传输的暂态分析.结果 表明,避雷线与杆塔间存在阻抗不匹配,导致雷电波发生折反射,且反射时长与输电线路档距相关;考虑了电感效应与火花效应的接地装置暂态电路分析模型,可以很好的模拟接地装置冲击特性,明显优于集中电阻模型;本文的输电杆塔模型与Hara模型进行对比分析,塔顶电位低于Hara模型,而电位峰值时刻超前于Hara模型.     

110 kV输电杆塔的多波阻抗建模与雷击暂态响应分析

为准确分析输电杆塔的雷击暂态响应,精确建立杆塔的波阻抗模型显得尤为重要。通过双锥天线原理,建立垂直单根圆柱导体的波阻抗公式;考虑实际杆塔的倾斜因素和修正系数,利用ANSYS Maxwell进行三维电磁场仿真,建立主架、斜材的波阻抗修正系数与分段长度、等效半径、主架上/下间距的关系,并推导出主架、斜材的波阻抗计算公式。为反映雷电波在呼高部分的传播过程,将呼高部分细分为5段并完成建模。针对典型的110 kV同塔双回输电杆塔,利用ATP-EMTP暂态仿真软件进行建模分析,结果表明精细化建模进一步凸显了雷电波在杆塔中的折反射过程,与Hara无损线塔模型相比,杆塔电位波形变化基本一致,横担电位上升速度减慢,提前到达峰值且峰值降低,C相横担峰值相差9.6 %,峰值时间超前了0.023 μs,反映出了呼高部分的波过程以及对整个雷击暂态响应过程的影响。     

接地装置冲击特性场路耦合分析方法研究

输电杆塔接地装置的冲击特性是影响输电线路安全运行的重要因素之一,在低土壤电阻率下由于忽视接地装置的冲击特性给电网的安全运行带来隐患。因此,结合接地装置的电路理论、电磁场理论和有限元方法提出一种分析接地装置冲击特性的场路耦合分析方法。综合考虑接地体在高频下的自感、互感及电流在土壤中的散流特性,减少模型等效,计算精度较高。利用该方法分析了低土壤电阻率下注入电流频率为0～500kHz的接地体性能及2.6/50μs的冲击电流下导体电势分布,并与CDEGS软件分析结果进行对比,验证了该方法的有效性。