基于PSCAD耦合地线提高输电线路耐雷水平的仿真研究

耦合地线是提高输电线路防雷性能的重要措施。为研究其提高线路耐雷水平效果,利用仿真软件PSCAD建立耦合地线的仿真模型进行雷击暂态分析。通过仿真得到架设耦合地线后对雷电流的分流作用,以及架设耦合地线后耐雷水平提高的程度。进一步分析耦合地线提高输电线路耐雷水平的程度与其位置的关系,得出输电线路中耦合地线架设的最佳位置,提高耦合地线的利用率。     

重覆冰过山段线路耐雷水平计算与防雷措施分析

云南电网220kV福贡—兰坪输电线跨越碧罗雪山的线路段受高海拔重覆冰的地理气象条件限制,每年一到覆冰季节,线路不均匀脱冰时经常出现导线对避雷线放电引起跳闸中断供电,致使线路被强迫停运数月。塔顶架设双避雷线的防雷措施对线路的供电可靠性造成了极大的影响,为此根据雷电定位系统的监测该线路过雪山段不处于雷电活动频繁区的情况提出两种线路改造方案:在拆除双避雷线后,架设耦合地线或旁路屏蔽地线,旨在保证线路防雷性能的前提下减小不均匀脱冰带来的影响。构建在不同防雷措施下的本段线路仿真模型并进行雷击电磁暂态仿真计算,比较耐雷水平以验证所提方案的防雷效果。仿真结果表明,线路避雷线拆除后仅架设耦合地线或仅架设旁路屏蔽地线,雷击杆塔时线路耐雷水平都能满足电力行业标准的要求。该线路经防雷改造后已经过一雷电季节和覆冰季节的运行,实际运行结果表明以上防雷措施改造方案能在保证线路防雷性能的前提下有效减少线路的不均匀脱冰跳闸事故。     

220kV引两双回雷击跳闸原因分析

减少避雷线的保护角或采用负保护角,在架空线路下架设耦合地线,在杆塔或避雷线上安装方绕击侧向针,在同塔双回线路雷击易击段的杆塔上均安装线路避雷器,可以采用差绝缘配置方案,其中一回线路采用并联间隙或线路避雷器进行防雷保护,另一回线路的绝缘水平适当加强或保持不变。     

220 kV输电线路跨江段防雷措施研究

输电线路中的大跨越线路悬挂高度更高,地面的屏蔽作用减弱,线路更易遭受雷击,为保证线路安全运行,必须对大跨越档距防雷进行特殊设计。文中针对吉安井冈山水电站220 k V送出工程跨赣江部分进行了防雷的综合设计,通过建立EMG三维电气几何模型,分析计算了侧向避雷针长度与保护距离之间的关系以及架设避雷线短针后的绕击率;通过建立雷击暂态模型,仿真分析了接地电阻和耦合地线对雷击过电压的影响。研究结果表明:塔头上的侧向避雷针长度为3 m时,保护的距离为21 m,线路上加装1.2 m短侧针可将线路绕击率降低93.2%;降低接地电阻是减小反击过电压的最直接有效措施,但在土壤电阻率较高地区,通过架设耦合地线分流能更有效的减小反击过电压。     

避雷线绝缘架设对变电站地网分流系数影响的研究

地网分流系数反映了变电站接地系统对短路电流的分流能力,变电站地网分流系数的合理选择是变电站接地安全设计的基础。变电站内发生短路故障时,短路电流主要通过变电站地网和避雷线-杆塔接地系统分流,融冰避雷线绝缘架设后,输电线路杆塔无法参与到短路电流的分配,从而影响变电站地网分流系数,因此有必要针对避雷线绝缘架设后地网分流系数进行研究。本文利用ATP-EMTP建立避雷线绝缘架设前后变电站短路仿真模型,分析了避雷线绝缘架设前后地网接地电阻、杆塔接地电阻、进出线回路数、避雷线型号对地网分流系数的影响,同时提出了降低地网分流系数的方法。研究结果表明,避雷线绝缘架设后地网分流系数增加10%~40%左右,避雷线绝缘架设前后地网分流系数与地网接地电阻、杆塔接地电阻、进出线回路、避雷线型号相关,并且二者的变化趋势并不相同。避雷线绝缘架设后,在变电站出口处6~8基杆塔处设置临时接地点,地网分流系数可以有效降低18%左右。     

线路避雷器在防雷中的分流系数推导

为了解决线路避雷器在防雷中的分流系数计算问题,针对雷电直击输电线路的杆塔顶部及档距中央避雷线和雷电绕击导线等三种雷害情况,建立线路避雷器动作时的等值电路,推导出线路避雷器在防雷中的分流系数计算公式。计算结果表明,线路避雷器除利用其动作后的钳电位作用有效防止被保护相绝缘子串闪络外,还可起到分流雷电流的作用:在一般情况下,当雷电直击杆塔顶部时,可向导线分流7%~10%的雷电流;当雷击档距中央避雷线时,可向导线分流6%~8%的雷电流;而当雷电绕击导线时,可向大地分流70%~75%的雷电流。     

耦合因素对特高压交流同塔双回线路不平衡度的影响分析及相序优化

针对特高压同塔输电线路之间更强的电磁耦合作用加剧了电流不平衡度的问题,利用PSCAD/EMTDC软件建立了特高压交流同塔双回输电线路模型,分析了输电线路之间的电磁耦合作用以及架设耦合地线对电流不平衡度的影响,确定了线路导线的最优排列方式。分析结果表明:当一回线路处于重载而另一回线路处于轻载情况时电流不平衡度较大,当双回线路同时处于重载情况时电流不平衡度较小;当交流线路呈逆相序排列时,不平衡度处于较低水平;架设耦合地线时,穿越负序不平衡度和穿越零序不平衡度增加,而环流负序不平衡度和环流零序不平衡度减小;耦合地线横向位置对电流不平衡度影响较大,其架设高度对电流不平衡度影响较小。     

同杆(塔)架设多回路送电线路耐雷水平的分析

同杆（塔）架设多回路送电线路，三．相导线一般为垂直排列，这就给线路防雷带来了不利因素：一方面增加了杆（塔）的高度；另一方面减小了导线与避雷线间的耦合系数，因此，耐雷水平较低。在采取架设耦合地线[1]，或采用不平衡绝缘方式[1]等措施来增大导地线间的耦合系数；或架设塔顶防雷引下线，[2]来增大杆（塔）的等效截面、减小杆（塔）的等值电感，从而提高同杆（塔）架设多回路送电线路的耐雷水平。     

500/220 kV同塔四回线路的耐雷性能研究

为准确评估500/220 kV同塔混压四回输电线路的耐雷性能,在采用改进电气几何模型(EGM)与电磁暂态程序(EMTP/ATP)计算其绕、反击跳闸率后分析了避雷线保护角、杆塔呼称高度、地面倾角等对5002、20 kV线路绕击耐雷性能的不同影响及杆塔呼称高度、接地电阻、耦合地线架设方式等对500、220 kV线路反击耐雷水平的不同影响。计算结果表明,同塔混压四回线路中不同电压等级线路防雷击侧重点不同,即500 kV线路绕击相对严重,220 kV线路反击相对严重。最后提出了改善线路雷电性能、降低雷击跳闸率的措施,在实际工程中,建议从降低杆塔呼称高度、采用负保护角以及架设耦合地线等方面综合考虑。     

地线融冰绝缘架设对线路工频短路电流分流影响仿真

为解决输电线路覆冰问题,直流融冰技术在电网得到了广泛的应用。要在避雷线上加融冰电流,避雷线必须采用较大间隙进行绝缘化架设,这将改变输电线路网络结构,对短路电流的分配产生影响。本文以500 k V超高压线路避雷线绝缘化为例,试验分析避雷线绝缘子的电气性能;利用ATP-EMTP仿真软件建立仿真模型,对比仿真分析全线绝缘避雷线和直接接地避雷线工频短路电流分流情况,分析了杆塔接地电阻、杆塔档距、避雷线型号对避雷线分流系数的影响。这将会为满足融冰需要进行地线绝缘化改造和设计提供一定的理论支持和参考。     

500 kV输电线路绝缘地线雷电流分布

对于重覆冰区域的输电线路来说,地线覆冰会严重威胁到线路的安全运行。采用绝缘地线直流融冰的方式是解决架空地线覆冰问题的方法之一。当输电线路发生雷击事故时,直流融冰采用的绝缘地线与杆塔之间的雷电流分布情况决定了杆塔的塔顶电位,影响着杆塔的耐雷水平与线路防雷接地的保护。利用电磁暂态软件EMTP,对杆塔和绝缘地线中的雷电流分布进行了计算分析。计算结果表明,在500 kV输电线路中,雷电流主要通过杆塔流入大地,雷电流的幅值、杆塔档距、接地电阻的大小、地线结构、直径以及地线接地方式等对绝缘地线和杆塔分流情况有重要的影响。计算结果可为绝缘地线分流系数和杆塔分流系数的研究提供重要的参考价值,并有利于指导输电线路的优化设计。     

输电线路地线上安装水平侧向短针的防绕击效果分析

为评估在地线上安装水平侧向短针对输电线路的绕击保护效果,提出并建立了三维的电气几何模型(EGM)来计算水平侧向短针对导线的保护距离,总结了其安装和使用的规律。对110～500kV典型杆塔的计算结果表明:水平侧向短针具有一定的保护作用,但每根水平侧向短针的保护距离有限,其防绕击效果较依赖于安装数量;并且水平侧向短针对导线的保护距离受到导地线相对位置的较大影响,仅对部分保护角和塔头尺寸都较小的单回线路有效;而对于同塔多回输电线路,水平侧向短针无法起到实质上的防雷保护作用;此外,安装水平侧向短针后还会对地线的机械性能产生负面影响。因此可以认为,水平侧向短针的绕击保护效果有限,适用范围较窄,限制了它在输电线路防雷保护中的应用,该防雷措施还有待进一步的提高与完善。     

层次分析法在输电线路综合防雷措施评估中的应用

基于层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)的基本原理,建立了一个用于评估输电线路防雷措施的层次分析结构模型,以某220kv实际线路为例对各种措施进行综合评估和计算,得到了该线路防雷改造方案的优先次序:降低接地电阻、架设耦合地线、增加避雷线根数、安装线路型避雷器、增加两片绝缘子.     

耦合地线在输电线路的应用

根据输电线路架设耦合地线的防雷理论计算及雷击杆塔、导地线的几何模型,通过具体的计算实例,提出了耦合地线在输电线路防雷中的应用效果。     

500kV同塔4回线路不平衡绝缘的耐雷水平

目前我国500kV同塔4回线路主要采用平衡高绝缘配置,每相导线配置31片155mm绝缘子。针对典型杆塔竖塔,杆塔高度较高,易绕击相与反击闪络相为上层两回线路,提出了不平衡绝缘方案,即上层两回线路采用31片绝缘子,下层两回线路26片绝缘子。在评估采用不平衡绝缘后的防雷水平时,采用改进电气几何模型(EGM)与电磁暂态程序(EMTP)计算杆塔在不同雷电等级、地面倾角以及杆塔接地电阻等情况下耐雷水平的计算结果表明,2种绝缘配置(平衡绝缘与不平衡绝缘)的线路耐雷水平相差很小,若地面倾角<15°,接地电阻<15Ω,则竖塔可以采用不平衡绝缘配置方案。比较耦合地线以及三地线提升线路反击耐雷水平的效果后认为,当杆塔采用平衡高绝缘时,三地线反击耐雷水平优于耦合地线。当杆塔采用不平衡绝缘时,在接地电阻为5～15Ω时,三地线防反击效果优于耦合地线,当接地电阻>20Ω时,耦合地线防反击效果更佳,并对改进竖塔防雷提出了建议。     

湖北省高压输电线路防雷现状及综合防雷措施

根据湖北省所处地理位置,其特有的雷电活动气候特征及地质地貌特点,对全省各地区的雷击跳闸情况进行了统计,通过分析找出当前湖北主网高压输电线路防雷存在的主要问题:杆塔的隐患、地网接地不合要求、避雷线保护角过大。在线路防雷的综合治理上既要重视常规措施的落实,也要有选择地对新的防雷措施如线路避雷器、可控放电避雷针、耦合地线的应用进行实践。在管理上推广应用雷电定位系统是分析事故原因、采取有效防雷措施不可缺少的手段。     

同塔双回线路临时接地线检测方法研究

针对同塔双回线路检修过程中存在的带地线合闸送电事故,提出了一种临时接地线检测方法。在检测处挂接一组经改造的临时地线,通过分析感性参考电流和检测地线电流两者之和电流的幅值,来判断线路上是否存在漏拆除的临时地线;利用ATPDraw仿真软件对500k V和220k V同塔双回线路进行仿真分析,研究结果验证了该方法的可靠性与实用性。该方法充分考虑了双回线间的耦合问题,具有操作简单、成本低、可靠性好、灵敏度高等优点,能够从技术层面有效避免带地线合闸送电事故的发生。     

关于输电线路耐雷水平的综合研究分析

雷击是危及输电线路安全可靠运行的主要因素,深入研究输电线路的耐雷水平对保证电力系统的安全可靠运行具有重要的工程意义。介绍了输电线路的雷击类型,分别分析了杆塔接地电阻、线路档距、杆塔高度、导线电压、杆塔波阻抗对输电线路耐雷水平的影响,阐述了输电线路常用的防雷措施：架设避雷线、降低杆塔接地电阻、增设耦合地线、提高绝缘等级,为输电线路耐雷水平的深入研究打下基础。     

高压输电线路防雷方法的探讨

分析了影响输电线路耐雷水平的各种因素,包括：架空地线、杆塔的接地电阻、避雷器、耦合地线及线路的绝缘配合等因素,探讨了这些因素影响线路耐雷水平的机理,从而可以有针对性地选择防雷方法,来提高线路的耐雷水平,降低线路的雷击跳闸率。     

高压单芯电缆线路入地电流分流系数研究

电力工程接地设计时,为使接触电势满足规范要求,一般要考虑架空地线分流影响,尽量降低入地电流大小,从而降低地网电位升.现有接地设计规范提供配电装置采用架空线路出线时的架空地线分流系数计算公式,但对于高压电缆线路出线,电缆金属护层的入地电流分流系数未提供计算依据.本文基于某项目400 kV电缆线路,对电缆金属护层的入地电流...