雷电流波形对500kV输电线路耐雷水平的影响

为了研究雷电流波形对超高压输电线路耐雷水平的影响,本文首先在理论上分析了超高压输电线路耐雷水平与雷电流波形的关系。利用EMTP仿真软件中的基础元件建立了雷电流模型、输电线路杆塔模型、绝缘子闪络模型、进线端模型。利用EMTP仿真软件得出超高压输电线路在不同雷电流波形下的耐雷水平。通过所得到的数据分析得出在不同的雷电流波形作用下超高压输电线路耐雷水平及其过电压的变化规律,为超高压输电线路如何采用既经济又安全的绝缘水平提供一定的依据。     

小波消噪在10kV金属氧化物避雷器在线检测中的应用

针对金属氧化物避雷器(MOA)泄漏电流检测信号包含噪声的问题,提出了一种将新阈值法和平移不变小波相结合的消噪方法。该方法对含噪的金属氧化物避雷器在线检测信号进行小波分解,对分解后不同尺度下的小波信号进行平移,并同时按新阈值法进行处理,最后重构信号。将所提出的小波消噪方法用于10 kV金属氧化物避雷器的在线监测,提取去噪前后的泄漏电流检测信号波形进行分析对比。结果表明,该方法的消噪效果显著,消噪能力远优于传统的软、硬阈值消噪法。经小波消噪后的泄漏电流波形变得明显清晰,很容易从波形上对正常避雷器和老化避雷器进行区分,可以作为10 kV配电网MOA在线监测的依据。     

±800kV直流输电线路雷电绕击电流波形反演恢复研究

基于多导体传输线理论,分别推导均匀无损和参数频变输电线路对雷电流的传变表示,以期研究绕击雷电流波形恢复方法。借助最小二乘反卷积技术,在理想模型下,根据输电线路保护安装处经高速采集获得的暂态电压能够完备地恢复出雷击点处的雷电流波形。继而分析实际中普遍存在的冲击电晕、高频噪声、雷击点定位误差以及绝缘子动态过程等对雷电流波形恢复准确度的影响及对策,给出克服反卷积计算病态的有效算法。分析和数字试验表明,该方法恢复雷击电流波形可行、有效。     

雷电流监测装置安装位置对测量结果的影响分析

为了了解实际雷电流的波形参数,需在高塔或输电线路等构筑物上对雷电流波形进行监测,但实际测量到的结果是受构筑物影响后的雷电流。笔者主要讨论雷电流监测装置安装位置对于监测结果的影响。在构筑物模型中考虑了雷电流传播过程中的衰减、畸变以及冲击接地电阻等的因素,采用电磁暂态分析程序对不同高度的构筑物进行仿真计算。分析结果表明,构筑物在不同安装位置处得到的雷电流差别很大,顶部监测到的电流受到的影响很小,底部监测到的雷电流受到的影响非常大,雷电流测量设备应当安装在构筑物顶部,这样测量到的雷电流参数比较准确。     

雷电流识别与在线检测系统设计

对于雷电流波形检测,硬件触发和软件触发均有可靠性低和波形采集不完整等问题。为此根据雷电流的幅度﹑斜率﹑半峰值时间,提出雷电流识别方法和循环触发,来提高触发的可靠性和波形检测的完整性。详细介绍了雷电流在线检测系统的设计与实现,来检测雷电流的波形、幅值、极性、雷击杆塔号及雷击时间等。最后,用C++编写终端上位机,并通过实验验证了检测系统的实用性。     

实测过电压/雷电流信号小波去噪方案探究

现场监测设备所采集到的过电压/雷电流信号中,蕴含有非常丰富的故障类型信息。但是,现场记录到的实际波形不可避免存在大量白噪声干扰,其在各个频段都占据了部分能量。为了保证和提高监控设备对实测信号分类识别的准确性,需进行预处理以消除过电压/雷电流信号中对分类识别系统无用甚至是有干扰影响的噪声部分。本文将小波阈值去噪算法应用于过电压/雷电流信号领域,应用Matlab软件编写基于该方法的算法程序,并对加噪后的模拟信号进行去噪处理,然后通过评估系数反映各种情况下的去噪效果和还原效果,提出了适合110kV及35kV电压等级的过电压/雷电流信号最优去噪处理方案,并结合某地区35kV、110kV变电站及云南110kV输电线路实测波形证明其去噪效果的有效性。     

油中典型局部放电模型放电波形特征参数的提取

根据油中局部放电脉冲波形的特性,提出了一种用于抑制噪声的多分辨率分析和软阈值相结合的小波消噪算法;同时对提取的放电波形的特征参数进行了分析和处理。结果表明,软阈值消噪能较好地解决保留信号局部特征与抑制噪声之间的矛盾,特别适合于对单个局部放电脉冲波形的处理;不同的局部模型,其放电脉冲波形的特征参数有很大差异,提取每种放电的波形特征参数,就可以较好地进行放电类型的识别。     

可记录多重雷击的雷电流波形在线监测装置研制

线路遭受多重雷击可能导致变电站内断路器损坏。多重雷击雷电流波形测量与监测对深入研究雷电活动和改进防雷技术有重要意义。因此提出了一种可实现连续5次以上多重雷击电流波形记录的雷电流在线监测系统。该系统根据多重雷击单次回击电流时间短、两次回击间隔时间长的特点,高速采样回击电流,低速采集中间电流并等待下次回击电流,实现连续波形记录。选用了最大传输延迟时间仅为3.5ns的可编程逻辑器件触发监测装置,保证雷击后0.5μs内启动监测装置采样;利用高低速采样结合的方式,一次可采集756ms时长的雷电流波形。制作的成套监测系统在实验室得到验证并应用于输电线路等易受雷击地区,给出了一组于2010年8月20日在深圳市采集到的实际雷电流波形。     

雷电流波形参数检测视角下±800kV直流输电线路导线绕击分析

雷电流波形参数主要集中于雷电流上升沿,为分析雷击输电线路后各个行波通道暂态电流所含雷电流上升沿信息,从获取雷电流波形参数的视角,应用分布参数电路理论研究雷电绕击特高压输电线路的行波响应,分析在雷击闪络和未闪络情况下,注入导线的雷电流在诸电流通道中的电流行波波形.雷电绕击导线造成闪络的波过程可视为雷电流注入和闪络故障附加...     

输电线路雷电防护技术研究(一):雷电参数

充分了解输电线路的实际雷电特性是线路防雷的基础。为此,在全面分析目前国内外现有的雷电参数获取方法的基础上,分析了与输电线路防雷分析、设计紧密相关的雷电日、地面落雷密度、雷电流幅值及雷电流波形等雷电参数的研究现状及存在的问题。作者开发的雷电流波形监测装置已在山东泰安输电线路安装,并已成功捕捉到了我国第1个与CIGRE推荐波形相似的雷电流波形。分析表明:雷电活动具有明显的地域性,目前我国雷电防护方面需要开展的工作是应充分利用雷电定位系统监测数据,统计分析得到不同区域的年雷电日、地面落雷密度及雷电流幅值分布,另外应在不同地区、不同电压等级的典型输电线路易击杆塔上安装一定数量的雷电流波形监测装置,监测积累我国的实际雷电流波形及幅值特性,同时实现对雷电定位系统雷电流幅值监测的标定和校核,使我国电力系统的雷电防护做到有的放矢。     

基于暂态波形特征的输电线路雷击干扰与故障识别方法

随着大量电力电子装置应用于电网,暂态量保护的优势逐渐凸显。针对其易受雷击干扰影响的问题,在非雷击故障、雷击干扰和雷击故障下,对各相暂态电流附加分量进行了分析。得出故障与雷击干扰的本质差异为:故障暂态波形的整体变化趋势中具有明显的工频正弦特征。据此,采用平均值滑动去噪的方法可基本消除雷电流等高频影响,获得暂态电流的主波形。提出采用50 Hz正弦函数对主波进行拟合,基于拟合决定系数的大小可识别各相线故障。经PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真,验证所提识别方案能正确识别各种类型下的雷击干扰与故障,不受故障初始角及过渡电阻的影响,适用于不同类型输电线路。     

基于电压行波波形特征的柔性直流输电线路雷击识别方法

柔性直流输电系统的线路主保护速动性要求极高,线路受雷击干扰后引入大量高频暂态信号易引发线路保护误动作。针对此问题,首先根据行波的传播规律分析雷击后线路电压行波特征,得出雷击干扰与故障的特征差异。雷击干扰时,暂态过程中电压行波经线路边界反射后波头极性不发生改变,行波波头到达线路边界的时间间隔大。雷击故障时,电压行波经故障点反射后波头极性发生改变,行波波头到达线路边界的时间间隔小。然后,根据电压行波波形特征差异提出长短窗结合的雷击干扰识别方法。最后,利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件对所提方法进行验证。结果表明,所提出的雷击干扰识别方案能够快速、可靠、准确地识别雷击干扰与故障情况,不受雷击位置、线路参数、雷电流参数和噪声的影响。     

Insulation characteristics and its evaluation method of N2 gas for nonstandard lightning impulse waveforms

Until recently, SF₆ gas has widely been used as the best insulating medium in substation equipment. However, SF₆ gas was specified to be a greenhouse gas at COP3 in 1997 because of its high global warming potential (GWP), and alternative insulation gases to SF₆ have been sought for a long time. Alternatives using the natural gases are considered to be suitable, but none of them show better properties for insulation as well as good environmental compatibility. Therefore, it is necessary to rationalize the equipment insulation level and reduce the test voltage of electric power apparatus to as low a level as possible. The actual lightning surge waveform (so‐called nonstandard lightning impulse waveform) occurring in the actual field is different from the standard lightning impulse waveform (1.2/50 μs). There are many cases in which the actual lightning surge waveform has a steep rise and large decay of overvoltage, and the insulation requirements are not as severe as those for the standard lightning impulse waveform. In this paper, we focused our research on N₂ gas as an SF₆ substitute and investigated the insulation characteristics of N₂ gas for a single‐frequency oscillatory waveform with various frequencies from 2.7 to 20.0 MHz and damping ratios. Based on the experimental results, it might be possible to reduce the test voltage of N₂ gas insulation by evaluating the crest value of the actual lightning surge waveform that has been converted into an equivalent standard lightning impulse waveform. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 167(2): 10–20, 2009; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20754     

架空输电线路雷电流波形实时监测系统

针对当前架空输电线路雷击点的查找和雷击形式判断难题,通过对雷击输电线路电流路径研究和雷击杆塔仿真计算,得出了雷击导地线、杆塔电流路径和绝缘子串闪络监测及判别方法,研制了可快速分析判断雷击线路杆塔号、雷击地线或导线相别、位置、雷电流极性和雷击形式的雷电流幅值、时间和波形等参数的实时监测系统。经过1年多运行,监测系统于2007-04-22成功监测到雷击110kV汪官线#51杆塔雷电流参数,首次实测到了雷击杆塔电流波形、幅值和极性。     

一种改进的避雷器冲击电流试验回路参数设计方法

在对避雷器进行冲击电流试验时,回路电阻具有非线性变化特性,回路输出波形参数的准确估算比较困难。本文通过分析非线性试品对冲击电流试验回路输出波形的影响,提出一种改进的非线性试品冲击电流试验回路参数的设计方法,主要思想为根据负载的特性、充电电容和试验冲击电流波形参数的要求,在欠阻尼条件下设计回路参数。然后将本文的方法与以往在临界阻尼条件下的设计方法进行对比,本方法的优越性主要体现在它能在主电容既定的条件下给出精确的调波电阻的范围。调试过程中只需要调节调波电阻的大小,简化了调波过程、提高了调波成功率。最后通过实际冲击电流试验验证了本文所提方法的有效性。     

湖北电网雷电流幅值概率分布特性分析

利用2005—2012年湖北电网雷电定位系统监测的雷电流幅值数据,基于Matlab中最小二乘法原理,对IEEE推荐的雷电流幅值累积概率公式和国内规程推荐的相关公式进行拟合分析,结果表明前者拟合曲线更接近实际曲线。通过分析IEEE推荐的概率曲线与实际概率曲线之间的相对误差绝对值可知,负闪雷电流幅值小于79 kA或正闪雷电流幅值小于148 kA时,相对误差绝对值不超过10%,随着雷电流的增大,相对误差也越来越大。最后给出了雷电流幅值概率修正公式。