输电线路杆塔与接地装置的雷击暂态响应建模分析

为准确分析输电杆塔的雷击暂态响应,以及雷电波在杆塔、线路中的折反射波过程,建立整体的分析模型显得尤为重要。针对典型110 k V输电线路,搭建了输电线路、输电杆塔以及接地装置的一体化暂态分析模型,将输电杆塔进行分块建模,建立其多波阻抗模型;考虑典型接地装置的电感效应与火花效应,建立其暂态电路分析模型;考虑绝缘子、输电线路、避雷线的影响,最终结合EMTP软件进行雷击暂态响应分析。结果表明考虑电感效应以及火花效应后的电路模型,可模拟接地装置的冲击特性;输电杆塔横担电位峰值随高度的降低而减小;杆塔与接地装置的阻抗不匹配、避雷线与杆塔的阻抗不匹配,导致横担、塔顶电位带有较大程度的振荡;雷电波的反射时长与输电线路跨距相关。     

应用高频磁环抑制GIS中特快速暂态过电压和雷电过电压仿真分析

GIS变电站内的隔离开关切合空载母线操作时,引起的特快速暂态过电压(VFTO)及输电线路雷击产生的雷电过电压对变电站内的电气设备特别是变压器构成威胁。采用在隔离开关与母线之间、变压器与避雷器之间安装高频磁环(并联阻尼电阻)的保护方法,并结合实例进行仿真分析,结果表明,安装高频磁环(并联阻尼电阻)能有效降低VFTO和雷电过电压的幅值和陡度。     

光伏组件与阵列接地系统雷击暂态特性分析

光伏组件与阵列的接地系统对于光伏发电系统的雷电防护至关重要,有必要详细研究接地系统在雷电作用下的暂态特性.通过EMTP软件建立光伏组件支架和地网模型,计算光伏组件支架雷击暂态过电压,讨论合适的垂直接地体与水平地网连接方式.分析光伏阵列采用组件地网互连方式时,光伏组件地网合适间距及其受土壤电阻率和雷电流波头时间的影响.研...     

基于EMTP仿真和实测的接地电缆雷电过电压特性分析

针对目前缺少有效设备仪器和方法保护接地系统雷击浪涌的问题,文中系统化地研究了地下配电电缆中使用的接地系统的暂态特性.通过现场实验测试与EMTP仿真分析,对传统多点接地电缆系统和非捆绑式公共接地电缆系统中性线感应的雷电过电压进行了评估计算与详细比较.首先通过EMTP软件建立配电缆雷击感应电压计算仿真模型;然后通过比较实际测量结果与EMTP仿真所得到的数值结果,验证本研究所建立的仿真模型的有效性和准确性.最终,通过验证后的模型的EMTP仿真结果对雷电绝缘水平进行预测.     

特快速暂态过电压下避雷器模型的研究与应用

目前,由于多种因素,金属氧化物避雷器在抑制特快速暂态过电压(VFTO)方面的应用有限。为了满足VFTO下避雷器的动态特性的需求,笔者介绍一种适用于VFTO计算的避雷器模型,由于避雷器电容效应,造成高频下残压和放电电流之间存在时间延迟,导致避雷器响应速度变慢。结合实例,对采用文中建议的模型和IEEE建议的模型下的VFTO做了仿真分析。结果表明:改进的Micaela避雷器模型在冲击电流波前时间<1μs具有较好的动态特性及精度,适用于VFTO的研究。     

基于EMTP的配电系统终端雷电感应过电压防护分析

配电线路因雷电感应导致故障的比例要远高于雷电直击,因此需要合理分析配电系统终端的雷电感应过电压防护。通过EMTP中的MODEL模块编程计算线路雷电感应过电压,分析雷击点距线路垂直距离和回击速度对配电终端过电压的影响,讨论不同负载性质下终端过电压随低压线路长度趋势,最后分析配电终端前安装SPD的防护效果。分析结果表明:10 kV线路附近发生雷击时,传递至低压配电终端的雷电感应过电压幅值仍然较高,会超过设备冲击耐受电压;配电终端雷电过电压随着雷击点距线路垂直距离的增加而降低,随着回击速度的增加而增大;配电终端过电压在阻性负载与感性负载幅值较小情况下随着220 V线路长度增加而降低,在容性负载情况下随着线路长度的增加而增大。配电终端前安装SPD后能够有效降低负载过电压,较好地保护终端设备。     

雷电过电压对风-光混合发电系统的影响研究

由雷击产生的雷电过电压通常会对风-光混合发电系统中的电气设备造成严重损害,为了减少雷电过电压对风-光混合发电系统造成的危害,文中对雷电过电压进行了深入研究。在分析雷击对风-光混合发电系统暂态影响的基础上,利用PSCAD/EMTDC软件搭建了风-光混合发电系统仿真模型,通过仿真模拟雷电流侵入风-光混合发电系统的光伏发电场直流侧与风力发电场侧,研究风-光混合发电系统不同位置雷电过电压的变化情况,得到首次负雷击和后续负雷击的雷电过电压及雷电流波形。     

基于PSCAD的500kV输变电工程 工频过电压的影响分析

500kV输变电工程的线路模型选择、实际工程中不同高抗补偿方式都对工频过电压有影响,笔者应用PSCAD电磁暂态仿真软件对在Bergeron、Mode Model、Phase Model线路模型下进行仿真分析,在正常计算方式下分析高抗补偿的最佳方式和补偿容量。通过实际工程说明在Bergeron线路模型下工频过电压最小,对于距离200～300 km在正常运行方式下采用受端补偿以及131%补偿容量时抑制工频过电压最为合适以及经济最为合理。以上分析对500kV实际工程启动有一定的指导意义。     

基于电网可靠性的输电线路雷击评估方法

针对电力系统的防雷保护着重于降低闪络率、仅通过电压等级进行区分、不考虑输电线路之间的功能差异、缺乏对电网可靠性影响的分析,从而导致一般输电线路的防雷设计过剩但对关键线路不足的问题,提出了基于电网可靠性的输电线路雷击评估方法.首先利用全波过程理论分析雷电绕击,采用先导发展模型描述传输线屏蔽失效的过程,提出了电网可靠性指标...     

基于ATP-EMTP的风电机组雷击过电压分析与防护研究

基于ATP-EMTP仿真软件对风电机组内部的雷电过电压及其相应的防护措施进行了研究。首先分别针对风力发电机、风机变压器、雷电模型、冲击接地电阻、电缆、电涌保护器(SPD)等建立了ATP-EMTP模型。接着通过仿真计算,分析雷电流在风机系统中的分布,比较了冲击接地电阻阻值对雷电过电压的影响。最后,研究了加装SPD对风力发电机机端出口过电压的抑制效果,证实了加装SPD对风机系统雷电过电压的保护作用。     

输电线路杆塔接地极冲击接地电阻特性分析

为研究雷电流流经输电线路杆塔接地极的冲击特性,运用CDEGS软件仿真分析杆塔接地板在冲击电流作用下的冲击特性.分析水平接地极及四种改进接地板的冲击特性,探讨不同接地极尺寸以及不同土壤电阻率对冲击接地电阻的影响规律.得到接地极长度及半径对水平接地极冲击接地电阻的影响规律,接地极冲击接地电阻随水平接地极长度的增加而降低,但逐渐趋于稳定;同时获得垂直接地极对四种改进接地极的冲击接地电阻特性,为实际工程中采用合适的方法降低杆塔冲击接地电阻提供了参考.     

基于PVC防护的输电杆塔接地引线改进方法

输电线路杆塔接地引下线在水田及盐碱地等腐蚀性较强的土壤中,目前国内的施工方法中没有采用任何防护措施,接地引线经3～5年运行后,在出土及地面以内30 cm之间容易锈断,需要经常更换,运行成本较高,同时由于圆钢太硬,在测量接地引下线时,难以拆除及安装.为此提出将接地引下线用镀锌钢绞线代替圆钢;再套上PVC管进行防止腐蚀,由于PVC性能稳定,抗腐蚀能力强,这样基于PVC的防护,可以极大延长接地引下线使用寿命,减少了输电线路维护工作量及运行成本,该改进方法具有较强的推广价值.     

输电线路杆塔接地及其降阻措施

对输电线路杆塔接地装置进行了分析和研究,重点探讨了杆塔接地电阻偏高的问题,提出了解决措施。     

输电杆塔混凝土桩基接地散流与结构优化研究

电力输电线路杆塔除桩基自然接地体外往往需要额外敷设人工外延接地体,实际工程中人工外延接地往往受地形、征地以及施工难度所限,提高杆塔桩基自然接地的接地散流效率具有重要意义.笔者提出基于柔性石墨复合接地材料搭建杆塔桩基立体笼式外敷接地装置,采用COMSOL仿真软件建立混凝土杆塔桩基散流计算模型,针对典型杆塔桩基采用笼式外敷接地装置的不同敷设方式、根开间距等因素进行仿真计算,验证笼式接地装置对杆塔散流的影响,最后针对整个杆桩基础,对比了桩基外敷接地与传统人工外延接地的散流效果.计算结果表明:随着土壤电阻率的提升,桩基笼式外敷接地装置的降阻效率始终保持在19％以上;与人工外延接地装置相比,外敷接地装置的散流比在90％以上,可以有效地分担桩基钢筋的散流占比;当入地电流中包含冲击高频分量时,外敷接地装置的降阻效率始终在20％以上,且外敷接地装置的散流比高于人工外延接地体.     

季节性冻土环境下输电杆塔地网接地特性研究

季节性冻土的融冻循环过程会导致土壤电阻率和冻土层分界面随季节变化,冬季输电线路杆塔地网接地电阻可能上升,甚至超过标准限定值,影响线路的安全稳定运行。为了研究季节性冻土因素对杆塔地网接地电阻的影响,仿真研究了冻土层结构及冻土层厚度对其接地电阻的影响,并采用柔性石墨和圆钢接地材料同沟敷设的方案对实际输电线路杆塔地网进行了改造,对比分析了接地电阻的差异。研究结果表明:在不同冻土层结构和冻土层厚度情况下,柔性石墨地网相比于圆钢地网,其接地电阻最大降阻率分别达到了18. 76%和23. 65%。研究成果可为季节性冻土环境下输电线路杆塔接地降阻提供参考。     

改善杆塔波阻抗对110kV输电线路雷击过电压的影响

杆塔波阻抗是引起输电线路发生反击闪络的一个重要因素.本研究从降低杆塔波阻抗的角度出发,提出了增设拉线减小杆塔波阻抗,进而提升线路耐雷水平的方法,并建立了拉线、杆塔、输电线路、绝缘子、避雷器EMTP仿真模型,研究了工作电压、拉线、接地电阻、避雷器安装方式对线路耐雷水平的影响,以及拉线与避雷器相互配合的防雷效果.结果表明:...     

输电线路杆塔接地体地电位分布特性研究

为了研究雷击输电线路时输电杆塔接地装置时的暂态特性以及地电位分布情况,通过在陕西省境内选取高压输电杆塔实地测量的方式,分析了雷电流波前时间和半波时间对地电位峰值的影响、3种不同结构接地体地电位的分布规律以及同一种接地体在不同电阻率土壤环境下的电位分布情况,试验结果表明雷电流波前时间越短、土壤电阻率越高的条件下地电位峰值...