直击雷故障类型下雷电流分流系数仿真研究

雷电参数反演研究对采取有效防雷措施具有十分重要的意义。不同雷击故障类型的输电线路雷电流分布情况相差较大,给雷电流幅值反演带来极大困难,有必要对直击雷下的雷电流分布进行研究。以110 k V输电线路典型直击雷故障电流波为研究对象,首先介绍基于微分环的输电线路雷电流在线监测系统监测原理以明确杆塔分流系数相关量;其次,结合某110 k V输电线路实际参数,建立ATP-EMTP电磁暂态仿真模型;最后,分析不同波形及幅值的雷电流源在直击雷故障下的雷电流分布情况以统计分流系数变化规律。ATP-EMTP结果表明,不同波形的雷电流源下绕击闪络分流系数及其随幅值变化的变化规律相近,而不同波形雷电流源下反击的分流系数相差较大,其随幅值变化的变化规律均较为平稳。因此,雷电流参数反演计算时可根据不同直击雷故障类型采用相应的选择方案。     

雷击杆塔塔顶雷电反击过电压仿真分析

为了分析研究雷击杆塔塔顶雷电反击过电压的影响因素,在查阅大量文献的基础上,通过对不同雷电流波形的对比,结合杆塔、线路、绝缘子实际情况,以一段实际线路和实际杆塔参数为例,利用PSCAD/EMTDC仿真软件建立了符合实际情况的雷电流双指数模型、杆塔单一波阻抗模型、线路Frequency Dependent(Phase)模型、绝缘子闪落判据模型.在所建模型的基础上,利用PSCAD/EMTDC软件仿真分析了雷电流波形和幅值在雷击杆塔塔顶反击情况下的雷电过电压暂态特征,以及对雷电过电压和耐雷水平的影响.仿真结果表明雷电流波形和幅值对反击过电压和耐雷水平有较大影响,可为日后的防雷工作提供理论依据及重要参考.     

500kV输电线路反击耐雷水平影响因素的研究

500kV输电线路已成为我国的主干输电网络,发生故障将造成巨大的国民经济影响;雷击是造成超高压输电线路跳闸的主要原因,对输电线路的反击耐雷水平进行仿真分析,根据仿真结果采取经济可靠的防雷措施提高输电线路的耐雷水平意义重大。基于ATP-EMTP仿真法,用电流源模拟雷电流、集中参数阻抗元件模拟雷电主放电通道,基于相交法建立绝缘子串闪络模型,建立了考虑接地体火花效应的杆塔冲击接地电阻模型和单一波阻抗杆塔模型。仿真结果分析表明:线路反击耐雷水平与雷电流陡度成反比;与冲击接地电阻成反比,在实际的防雷保护中应尽量降低杆塔的接地电阻;工作电压和避雷线的架设方式都对其反击耐雷水平的影响较大,工作电压对其反击耐雷水平的影响与雷击发生时工作电压的相角有关,采用双避雷线时反击耐雷水平较采用单根避雷线有显著的提高,且采用正保护角时反击耐雷水平比采用负保护角时高。     

220 kV同塔双回线路雷击闪络故障分析

对某220kV同塔双回线路雷击闪络故障进行分析。根据故障巡视情况、雷电信息数据、故障录波情况、ATP-EMTP暂态仿真分析可综合判定本次双回同跳故障为雷电反击造成,具体过程为:雷电击中75#塔顶或相邻地线,雷电流由杆塔接地装置注入大地,导致75#杆塔塔顶及塔身电位升高,在双回线路的B、C两相形成反击过电压,引起绝缘子串闪络并发生线路同跳。提出根据线路通道的雷害评估结果来实施防雷整改,通过安装线路避雷器及在杆塔下方架设耦合地线的改造措施,显著提高了线路耐雷水平。     

输电线路跳闸雷电绕反击故障自动诊断系统的研发

为提升输电线路雷击故障判定的自动性与时效性,最大限度减少输电线路因雷击故障导致的停运时间,研发了输电线路跳闸雷电绕反击故障自动诊断系统。基于输电线路跳闸信息和雷电定位系统的广域监测数据,进行雷电流幅值与杆塔绕反击耐雷水平对比,实现了雷击故障杆塔区间准确定位和雷电绕反击性质自动辨别。该系统已在南方电网部署应用,将长期以来雷击故障点事后的人工查询和雷击事故判断提升为实时诊断,为输电线路雷击故障快速处置、差异化防雷评估改造工作提供了有效的技术指导,对于保障电网安全稳定运行具有重要的意义。     

基于雷电流传输特性与时频特性的防雷器件应用设计与应用分析

在电力系统的防雷保护中,雷电流的传输特性和时频特性直接影响了雷击杆塔后的塔顶的暂态过电压水平,进而决定了输电线路的雷击闪络率。提出一种基于雷电流传输特性与时频特性的防雷器件的设计方法,该器件能够有效地改变雷电流的波形与幅值;通过大幅度增加雷电流波前时间和减小雷电流幅值的方法,防雷器件能有效降低杆塔塔顶雷击后的暂态过电压水平,进而降低输电线路的反击闪络率。冲击电流试验结果表明,雷电流波前时间越短、波形陡度越高,防雷器件对其陡度的抑制效果越显著,雷电流波前时间增幅越大,雷电流幅值衰减也越大,防雷效果越好。防雷器件独特的设计和良好的防反击性能使其在500 k V以下输电线路防雷中具有较大的应用前景。     

同塔双回输电线路的雷电反击计算及仿真

由于同塔双回输电线路电感较大,将面临更加严苛的防雷保护问题,所以为了降低输电线路的跳闸率,有必要对输电线路雷电反击的影响因素进行研究。采用ATP-EMTP建立了反击仿真模型,研究了不同雷电流幅值下的绝缘子两端的电压变化情况。利用规程法计算出不同冲击接地电阻、不同杆塔高度及不同波阻抗下的线路的耐雷水平和反击跳闸率。计算结果表明:降低接地电阻或杆塔高度可以有效地降低同塔双回输电线路反击跳闸率;当波阻抗独立地变化10%时,输电线路的反击跳闸率将相应地变化约20%。     

珠江三角洲地区雷电时空分布规律的统计研究

利用广东雷电定位系统监测的2000—2008年雷电定位数据,分析广东省近十年雷电时空分布规律特征。通过绘制的历年平均地闪密度变化趋势图和1 km×1 km大小网格的网格法绘制的历年地闪密度图,分析珠三角地区地闪密度变化特征。另外,超过各电压等级输电线路反击耐雷水平的雷电流对电网影响很大,以典型线路耐雷水平为依据,绘制出超过输电线路反击耐雷水平的雷电地闪分布图,分析电网遭受雷击的危险区段。雷电流幅值对防雷评估和防雷策略的制定具有重要意义,根据统计方法分析了珠江三角洲地区及广东省雷电流幅值分布规律的特征,并绘制了超过造成输电线路耐雷水平的落雷分布图,指导不同经济水平层次城市的线路运行部门加强对雷电密集区和密集时段的运行维护,完善落雷密集区内的输电线路绝缘强度参考标准,并为设计部门提供新的线路防雷设计依据。     

基于雷电参数统计的上海电网雷区分布图绘制

科学的电网雷区分布图绘制是提高当前雷电防护措施针对性、实现电网差异化防雷,提高防雷技术经济性和有效性的重要手段。对上海地区2006～2010年地闪密度分布及雷电流幅值概率分布进行了统计,结合500 kV输电线路典型杆塔绝缘水平、多年运行经验以及地形地貌等影响因素特征,基于网格划分法、分辨率为0.01°×0.01°,绘制了由上海电网地闪密度分布图和500 kV电压等级的电网绕击/反击雷害风险分布图组成的上海电网雷区分布图。该电网雷区分布图与500 kV输电线路雷害故障历史记录有着良好的相关性。     

输电线路雷击故障自动诊断方法的应用

提出了一种输电线路雷击跳闸故障的自动诊断方法,可扭转传统雷击故障诊断模式缺乏时效性的被动局面。该方法首先在雷电定位系统的基础上接入、匹配线路跳闸和台帐信息,进而判定雷击故障位置;再依据比对输电线路逐基杆塔绕反击耐雷水平和雷电流幅值大小判定雷击故障性质。基于上述方法所开发的信息系统已得到初步应用,实现了实时自动诊断雷击绕击、反击和雷击故障点,大幅减少了输电线路因雷击故障导致的停运时间。     

500 kV同塔四回输电线路雷电反击特性研究

500 kV同塔四回输电线路电压等级高、杆塔高、回路多,易发生雷电事故。以虞城换流站-玉山500 kV同塔四回输电线路中的主力杆塔SSZ直线塔为实例,分析了500 kV同塔四回输电线路的雷电反击特性。研究表明,随着雷电流幅值的增大,线路第一回、第四回、第六回线路相继发生闪络;随着杆塔呼高和杆塔冲击接地电阻的增大,反击耐雷水平快速降低,反击跳闸率迅速增加;杆塔横担波阻抗对500 kV同塔四回输电线路的反击耐雷水平影响较小。     

广东电网防雷现状分析及建议

对广东线路防雷现状进行分析,阐述落雷密度与雷击跳闸率的相关性,并根据线路反击、绕击跳闸比例,雷击跳闸杆塔的地形、接地电阻、雷电流幅值、地线保护角、绝缘子类型等运行数据分析线路雷击跳闸特点,总结广东线路防雷基本面和存在的问题,主张贯彻综合防雷改造和差异化防雷策略。     

输电线路雷电绕击过电压仿真分析研究

为了分析研究影响输电线路绕击雷电过电压的因素,在查阅大量文献的基础上,通过对不同雷电流波形的对比研究,结合杆塔、线路、绝缘子实际情况,利用PSCAD/EMTDC仿真软件建立了2.6/50μs的雷电流双指数模型、杆塔单一波阻抗模型、线路Frequency Dependent(Phase)模型、绝缘子闪络判据模型。在所建模型的基础上,利用PSCAD/EMTDC软件仿真分析了雷电流波形和幅值在绕击情况下的雷电过电压暂态特征,以及对雷电过电压和耐雷水平的影响。仿真结果表明雷电流波形和幅值对绕击过电压和耐雷水平有较大影响,可为日后的防雷工作提供理论依据及重要参考。     

110 kV陇春I、II线雷击跳闸分析

针对110 kV陇春I、II线同跳故障，结合雷电定位系统、故障录波及巡视发现的放电痕迹，进行故障原因分析，得出是雷电直击杆塔产生的高幅值雷电流将空气绝缘击穿引起4#杆塔B相同跳，雷击性质为反击，并提出在雷害防护等方面加强工作力度，以确保线路运行安全。     

±800kV直流输电线路反击耐雷特性研究

特高压直流输电线路的安全运行非常重要,有必要对其耐雷特性进行研究,基于ATP-EMTP仿真软件,建立了雷电流、输电线路、杆塔、杆塔接地电阻、绝缘子串相关模型,模拟了特高压直流输电线路的雷击情形,得到其反击耐雷水平。仿真表明:其反击耐雷水平较高,发生反击闪络概率较小;正极性导线相比于负极性导线,雷击闪络率更高;土壤电阻率对反击闪络率影响不明显,杆塔接地电阻、杆塔呼称高、线路绝缘水平是决定其耐雷水平的重要因素,它们分别与反击闪络率成正比、正比和反比;在实施大跨越时,无法降低杆塔呼称高时,可采取减小杆塔接地电阻和提高线路绝缘水平的方式提高其耐雷水平。     

基于组合赋权法分析后续回击对线路反击跳闸影响研究*

为探究后续回击对500kV输电线路反击跳闸率的影响,本文统计出后续回击的次数及雷电流幅值的分布规律。随后,通过组合赋权法分析了不含后续回击的首次回击、含后续回击的首次回击及后续回击的次数和雷电流幅值对线路反击跳闸的影响。根据后续回击次数与雷电流幅值在反击跳闸的影响比重,确定后续回击次数是线路反击跳闸的主要影响因素。根据组合赋权法分析结果,本文提出了一种考虑后续回击的反击闪络模型,通过ATP-EMTP模型分析后续回击对反击耐雷水平的影响。仿真结果可知：首次回击未跳闸时,考虑后续回击线路的反击耐雷水平会降低,降低程度与导线工频电压周期有关,平均降低原反击耐雷水平的36.4%。仿真结果和理论分析结果一致,可为输电线路运维和防雷设计提供有效地理论支撑。     

基于统计法的变电站雷击故障率计算方法

雷击故障率是变电站建设的重要指标,现行的雷击故障率计算需要借助于变电站的运行数据以及计算机模拟,计算复杂,误差较大,而且无法对变电站设计的合理性以及防雷布置的可靠性进行评估。基于统计法提出了一种新的计算方法,利用输电线路和杆塔参数计算线路落雷次数和杆塔雷击频次,再结合雷电流幅值概率求得变电站的雷击故障率。以广东省某500 k V HGIS变电站为研究对象,利用EMTP-ATP建立了变电站仿真模型,模拟雷击杆塔塔顶并沿输电线路侵入变电站,确定临界雷电流幅值。根据该地区的雷电流历史数据,拟合得到更接近实测值的雷电流幅值概率,以此计算得到该变电站的雷击故障率。     

雷击特高压直流杆塔暂态特性分析

雷击杆塔时的暂态特性分析对于输电线路防雷设计有十分重要的意义,本文以±800k V直流输电线路为例,利用EMTP暂态仿真软件建立高杆塔的连续多波阻抗模型以及基于杆塔主体的细化分模型,构建了直流输电线路的简化模型,分析了雷电流幅值以及雷电波陡度对塔顶电位和绝缘的影响并计算了反击耐雷水平。结果表明,杆塔分段更细时塔顶过电压幅值更低,雷电流波的陡度与高杆塔的防雷密切相关。雷击杆塔时,正极导线绝缘子串两端的电压始终高于负极导线绝缘子串的电压,正负两级导线的绝缘表现为不平衡绝缘,直流工作电压的影响不可忽略。     

基于磁带测量法的输电线路绕击和反击判别

分析雷害、鉴定雷击跳闸事故在电力系统防雷中具有重要意义.根据雷电绕击和反击机理,提出可在杆塔不同部位加装磁卡测试设备,将获得的雷电流幅值、最大陡度等参数进行数据分析,得出线路绕击、反击的判别方法.最后通过EMTP软件进行仿真,表明绕击、反击的数据分析结果区分显著.     

高海拔景观塔耐雷性能分析及提升措施研究

本文开展了高海拔景观塔耐雷性能的分析,为制定针对性的高海拔景观塔耐雷性能提升措施提供可靠依据。分别建立了雷电流波模型、输电线路模型、景观塔多波阻抗模型、绝缘子串先导发展闪络模型,基于ATP-EMTP中的仿真计算分析了海拔高度、杆塔接地电阻、杆塔呼高、避雷器设置等对景观塔反击耐雷水平的影响,研究了景观塔的绕击防雷性能,在此基础上提出了针对性的景观塔反击耐雷水平提升措施,并与典型酒杯型杆塔的耐雷性能进行了比较。本文为高海拔地区景观塔防雷方案设计提供了参考。