发/变电站站外短路避雷线分流系数计算方法研究

避雷线分流系数是接地网设计、避雷线选型和热效应分析以及评价输电线路电磁环境的基础,因此合理的避雷线分流系数计算方法有着重要的意义。基于避雷线的等效阻抗模型,提出了计算站外短路情况下避雷线分流系数的分流阻抗模型计算方法,并利用MATLAB程序实现了计算过程。针对某发电厂站外短路的情况,分别利用ATPDraw软件和分流阻抗模型计算了避雷线分流系数,两者计算结果的相对误差小于10%,满足工程计算要求,验证了本文站外短路分流阻抗模型的正确性。最后,本文利用分流阻抗模型分析了电站接地电阻、杆塔接地电阻和避雷线型号对避雷线分流系数的影响,为工程设计提供参考。     

降低配电线路避雷器雷击损坏概率对策研究

安装避雷器是配电线路有效防雷措施,需要合理研究降低线路避雷器雷击损坏概率对策以延长避雷器运行寿命。采用EMTP软件建立10 kV线路模型,计算线路遭受雷电直击或雷电感应时避雷器两端电压,利用避雷器吸收能量计算避雷器损坏概率,分析采取改变避雷器通流容量、避雷线安装数量与安装方式、接地电阻等措施对于降低避雷器损坏概率的效果。研究结果表明:安装避雷线后,避雷器两端电压波形呈现较为明显振荡和衰减;避雷线数量的增加降低了避雷器两端电压幅值,导致避雷器吸收能量减少,遭受雷电直击时线路避雷器吸收能量远大于雷电感应情况。增加避雷器方波通流容量或避雷器安装数量能够降低避雷器损坏概率。避雷线数量的增加能够降低避雷器损坏概率,多条避雷线的推荐设置方式为从上向下将相线夹在中间。避雷器损坏概率随着线路接地电阻的增加而增大,因此需要尽可能降低线路接地电阻。在线路接地电阻难以降低情况下,可以通过缩短避雷线接地间隔来减小避雷器雷击损坏概率。     

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。     

基于蒙特卡洛模拟的配电线路雷电跳闸率计算

配电线路耐雷水平较低,雷电引发的配电线路跳闸事故频繁,需要合理估算线路雷电跳闸率并分析相应防护措施效果。通过EMTP软件计算线路雷电直击过电压和感应过电压,利用蒙特卡洛模拟法估算线路雷击跳闸率并与实际运行数据进行验证。讨论安装避雷线、避雷器的防护效果,分析不同雷电流波头时间和回击速度、不同避雷器安装方式、避雷线接地间隔对线路雷电跳闸率的影响。研究结果表明:利用蒙特卡洛模拟结合EMTP软件计算得到的线路雷击跳闸率与实际运行数据较为接近。线路雷电跳闸率随着雷电流波头时间的增大而降低,随着回击速度的增加而增大。安装避雷器或避雷线能够有效降低线路雷电跳闸率,但是防护效果受杆塔接地电阻影响明显,接地电阻越大,防护效果越差;线路避雷器安装档距越密,每基杆塔安装避雷器数量越多,线路雷电跳闸率越低;避雷线多点接地方式下,接地间隔越短,线路雷电跳闸率越低。需要尽可能降低杆塔接地电阻以减小线路雷电跳闸率。     

基于有限元计算的输电线路杆塔基础接地特性分析

为了探究输电线路杆塔基础接地特性,应用有限元软件COMSOL对影响单基式杆塔基础接地特性的外敷接地体分段数和混凝土电阻率,以及影响多基式基础接地特性的外敷方式和浇注桩间距进行仿真计算,研究5种接地型式对接地电阻和地面电位分布的影响。仿真计算结果表明:对于单基式基础,外敷接地体分段数、混凝土电阻率对接地电阻影响不大,但外敷接地体分段数对分流系数有影响;对于多基式基础,整体外敷均压效果较好,浇注桩间距越大,接地电阻越小,地面电位分布越均匀;5种接地型式中,根开外围方框配合外敷柔性面状电极的经济性、降阻、均压的效果均为最优。该研究可为实际输电线路杆塔基础接地施工和结构优化提供一定的参考。     

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。     

某山区大跨越10 kV线路分流系数量化分析及防雷改造

10 kV配电线路耐雷水平较低,雷击跳闸事故频繁。而杆塔分流系数对线路的耐雷水平至关重要。根据某山区大跨越10 kV线路参数,利用ATP-EMTP软件建立10 kV线路仿真模型,量化分析线路避雷器装设前后对杆塔分流系数的影响,以及改变避雷器接地电阻大小后,杆塔分流系数的变化规律。仿真结果表明:雷电流10 kA时,装设避雷器后杆塔分流系数降低了72.38%,且避雷器接地电阻降低一半,则杆塔分流系数可至少降低20.9%。最后通过对该10 kV线路进行具体改造,大大提高了线路的耐雷水平。     

一种站内接地短路时避雷线分流系数分析新方法研究

对变电站内接地短路时短路电流分布进行了分析,对避雷线-杆塔系统进行了研究。通过对其等效阻抗即避雷线分流阻抗与杆塔总基数之间关系进行分析,得出避雷线分流阻抗主要决定于第15基杆塔之前的避雷线-杆塔系统的结论,进而提出实用避雷线分流阻抗模型,在此基础上推导出避雷线分流系数。该方法克服了目前方法的一些缺陷,在参数取值准确度上具有很大优越性。     

一起110kV线路避雷器爆炸事故分析

描述某110 kV线路带绝缘子间隙避雷器爆炸事故,根据爆炸现场实物情况、现场雷电监测数据以及邻近杆塔实际测量情况,分析避雷器爆炸的原因,采用EMPT软件模拟计算雷电流下,线路有无避雷线和杆塔接地电阻大小对线路避雷器能量吸收的影响。建议架空线路在无法安装避雷线时,要尽可能降低线路杆塔的接地电阻,以降低线路避雷器烧损率。     

异阻区土壤对接地网接地电阻影响分析

准确模拟接地网周围土壤结构对接地装置优化设计具有重要意义。基于有限元算法,建立了考虑异阻区的土壤结构模型,对接地网散流过程中地中电流密度进行分析;并对异阻区土壤电阻率、截面积、厚度、位置等参数对接地网接地电阻的影响规律进行了定量分析。结果表明:异阻区截面积不大于10 m×10 m时,可以忽略异阻区对接地网接地电阻的影响,否则应考虑其对接地电阻的影响;异阻区土壤电阻率越小、厚度越大,其对接地电阻的影响越大,异阻区土壤电阻率ρ=10Ω·m,厚度h=1 m时,接地电阻下降幅度为36%;异阻区土壤位置在接地网边角(40,40)时其对接地电阻的影响最大;高土壤电阻率地区采用边角换土方式代替传统的整体换土,不仅可以减少施工量还可以有效的降低接地电阻。     

考虑土层非线性效应的四川地区场地放大系数模型

为研究四川地区场地放大效应对地震动的影响,选取了该地区105个场地的钻孔资料和897条强震记录,结合强震数据分析和等效线性化计算结果讨论了地震动强度、场地条件对地震动场地放大的影响,建立了考虑土层非线性反应的场地放大系数模型,并探讨了模型在地震动估计中的应用效果。对模型结果的分析表明:当地震动强度较小时,场地放大系数随Vs30增大而减小,减小的幅度与反应谱的周期相关,当周期为0.2 s时,减小得最为显著;当地震动强度较大时,在同一场地上,场地放大系数随地震动强度增大而减小,减小的幅度与反应谱的周期相关,当周期大于1 s时,场地放大系数与地震动强度无关;此外,土层非线性反应对地震动的影响随场地变硬而不明显,当Vs30大于500 m/s时,可忽略这一影响。与只考虑线性场地反应影响的地震动衰减关系相比,利用本文模型建立的地震动衰减关系可显著地减小估计四川地区地震动时的标准差,尤其对于近场短周期地震动减小幅度可达12%。     

地埋管换热器形式、管径及岩土温度对其换热性能的影响

建立了单U形与双U形地埋管换热器的三维数学模型。对外径25mm与32mm的单U形与双U形地埋管换热器换热性能的模拟研究表明,相同管径双U形地埋管换热器比单U形地埋管换热器换热量提高20%左右,但外径25mm的单U形地埋管换热器可以获得更大的进出口温差;对于双U形地埋管换热器,外径32mm与25mm相比,换热性能无明显优势;工程应用中,在地埋管用地面积充足时,建议选用外径25mm的单U形地埋管换热器,否则应选用外径25mm的双U形地埋管换热器;岩土温度每升高1℃,出口水温升高0.23℃,换热量下降5%左右。     

某卫星地面站雷击事故原因分析及改造措施

通过勘查某卫星地面站雷击事故现场,分析事故原因,提出防雷改造措施,并总结雷电防护一些需要重视及容易忽视的问题。     

10kV架空裸导线配电线路雷击影响因素分析

从10 kV配电线路的直击雷和感应雷击跳闸机理出发,首先分析雷电地闪密度、雷电流幅值概率分布对线路跳闸的影响。其次,分析线路处于山顶、山腰、山底三种不同地形地貌情况时的10 kV架空配电线路直击雷和感应雷受雷宽度。再次,根据规程法分析10 kV架空配电线路附近存在输电线路时,输电线路与配电线的水平距离大小对其直击雷受雷宽度的影响。最后,根据电气几何模型和雷电先导模型,分析存在高耸建筑时10 kV配电线路周围的电场变化情况,为对10 kV配电线路的雷击风险评估提供依据。     

近场地震动峰值加速度及频谱衰减特性研究

计算分析了333组震中距小于40 km的欧洲及其毗邻地区的近场强震动记录的峰值加速度和3种频谱周期参数,采用回归分析方法,探讨了场地类别、震级、震中距等因素对近场地震动特性的影响特征,并统计给出了不同类别场地和震级档的近场地震动峰值加速度和频谱周期的衰减关系。结果表明:震中距是影响近场强震动峰值加速度和频谱特性的重要因素,随着震中距的增大近场强震动峰值加速度逐渐减小;特征周期参数基本上满足随着震中距增大而增大的趋势,且场地越软这一趋势越明显;因为近场地震动的复杂性,场地类别和震级对峰值加速度和特征周期有一定的影响,但具有不确定性。竖向与水平向地震动的加速度峰值比均值为0.60,但约有1/3的强地震动记录加速度峰值比大于2/3;竖向地震动的特征周期约为水平向地震动的0.8倍,且场地越软该值越小。     

地裂缝场地地铁车站动力响应振动台试验研究

地震和地裂缝耦合作用严重威胁着地铁工程的安全.通过开展地裂缝场地(穿越地裂缝)地铁车站结构模型的振动台试验,分析了地震作用下地裂缝场地土的加速度反应、裂缝发展和车站的加速度、应变等动力反应规律.试验结果表明:模型土在临近地裂缝的一定范围内地震响应较大,且距地裂缝相同距离处,上盘的加速度响应整体上大于下盘;地裂缝场地地铁...     

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。     

关于农网35kV线路防雷措施探讨

雷击是导致农网35kV线路故障的重要原因之一。衡量线路防雷性能优劣的重要指标有两个:一是线路雷击跳闸率;二是线路耐雷水平。分析了35kV线路防雷现状,认为线路绝缘水平低,绝缘子老化严重,导线老化和线径过小,极易造成雷击闪络时绝缘子损坏和导线断线。提出了在现有防雷措施的基础上,安装线路型避雷器,降低杆塔接地电阻,在单相接地电流大于10A的35kV电网采用中性点经消弧线圈接地的运行方式,可降低线路的雷击跳闸率。     

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。     

地板辐射供冷系统地面温度的确定

在分析地板辐射供冷系统地面温度传热规律的基础上,建立了地板辐射供冷系统的二维稳态传热数学模型;进而利用有限单元法数值计算了地板供冷系统的地面温度,根据地面温度随供回水平均温度和室内温度的变化规律,给出了地板供冷系统适宜的供回水平均温度,最后提出了地板辐射供冷系统防止地板结露的措施,这对于地板辐射供冷系统优化系统设计,推广应用提供参考依据。