基于雷击暂态特性分析的220kV线路避雷器通流容量研究

线路避雷器是进行线路绕击雷害治理的有效工具,为了降低成本、便于安装,研究者希望避雷器体积更小、质量更轻。但是减小避雷器电阻片直径必须在确保线路避雷器安全泄放雷电流能量的前提下进行。本文通过对雷击输电线路电磁暂态特性进行研究,对不同雷击条件下的雷电能量分布进行了计算,提出了在综合考虑雷电绕击高电位转移的前提下,合理使用线路避雷器,可有效降低线路避雷通流容量要求,减小电阻片直径,降低线路避雷器质量和制造成本。     

雷电绕击下线路避雷器的仿真计算研究

避雷器作为一种有效的防雷设备常被用于雷害严重地区的输电线路中。利用电磁暂态仿真计算软件(EMTP-ATP)建立典型110kV输电线路雷电绕击导线模型,仿真分析了安装三相避雷器情况下杆塔和避雷器的分流电流以及影响其分流作用的几个因素的影响;仿真了不同避雷器配置方式对线路绕击耐雷水平的影响。仿真结果表明冲击接地电阻大小对避雷器的分流作用影响较大;安装单相避雷器只能保护该相,不能保护未安装相;安装两相避雷器相对于单相的情况对耐雷水平提高并不显著,并且在两边相安装的情况下效果最佳。     

避雷器在输电线路绕击雷害治理中的应用

线路避雷器被认为是治理雷电绕击跳闸的有效手段,但实际使用中常发现在绕击雷电流作用下本基杆塔线路避雷器动作而相邻杆塔绝缘子串仍闪络的情况,为此基于电气几何模型研究了典型500 kV线路在不同地形影响下最大绕击雷电流变化情况,使用ATP-EMTP对大雷电流作用情况下绕击高电位转移的机理进行了分析,提出了使用多基杆塔连续安装线路避雷器防治高电位转移的方法。研究表明,在易发生大电流绕击的杆塔及其前后杆塔连续安装线路避雷器,大电流绕击导致的高电位转移是可以防治的。     

污秽绝缘子串对超高压输电线路绕击耐雷性能影响分析

超高压输电线路雷电绕击危害严重,且绝缘子串长期工作于室外暴露环境导致绝缘水平下降,因此必须详细研究绝缘子串污秽情况下线路绕击耐雷水平。本文利用EMTP软件搭建500 k V输电线路模型,考虑绝缘子串污秽对线路闪络的影响,分析接地电阻、绝缘子片数量、安装避雷器对线路绕击耐雷水平的影响。分析结果表明:污秽绝缘子串的冲击放电电压低于正常情况,导致线路绕击耐雷水平下降,绝缘子串污染程度越重,耐雷水平下降越明显。线路绕击耐雷水平随着杆塔接地电阻的增加而增大,但是增大幅度不是十分明显;增加绝缘子片数量能够提高线路绕击耐雷水平,但是绝缘子串污秽的存在削弱了其保护效果;即使绝缘子串污秽情况较严重,安装避雷器后也能够显著提升线路绕击耐雷性能。需要尽可能保持绝缘子串的清洁以有效确保线路雷电防护效果。     

超高压输电线路雷击事故分析及保护措施

介绍了可控放电避雷针的保护原理和线路避雷器的保护原理以及超高压输电线路典型雷击障碍的情况,并对障碍原因进行了分析和探讨。当被保护对象遭受绕击概率允许达到0.1%时,可控放电避雷针的保护角可达66.4°。对主要参数绕击概率和保护范围而言,可控放电避雷针的保护特性明显优于富兰克林避雷针;500 kV线路在雷电活动强的地区安装一组金属氧化物避雷器,即使杆塔冲击接地电阻达40Ω,耐雷水平也能达350kA,即装一组金属氧化物避雷器基本上能满足线路防雷要求。     

110 kV架空输电线路避雷器优化布置方式仿真分析

为了探究如何优化配置线路避雷器数量,达到防雷保护效果又不失技术经济性问题,以110 kV架空输电线路为研究对象,采用电磁暂态仿真计算软件ATP/EMTP,分别搭建输电线路雷电反击和绕击仿真模型,计算出几种不同避雷器安装方式下的线路耐雷水平。分析表明:相对于线路不安装避雷器,每基杆塔安装避雷器线路的耐雷水平提高了73%~83%,每隔两基杆塔安装避雷器线路的耐雷水平提高了31%~36%。     

输电线路防雷措施的仿真与分析

使用ATP-EMTP电磁暂态分析软件选取了矿区常用的110 kV级的输电线路作为仿真研究对象,根据实际参数模拟了雷电流、输电线路、杆塔、绝缘子串和避雷器,建立了雷击输电线路的仿真模型。本文主要针对110 kV输电线路在遭受雷击时,加装与不加装避雷器情况的比较和接地电阻的变化对雷击过程的影响进行仿真分析。得出:输电线路加装避雷器和降低杆塔的接地电阻可以有效保护输电线路的安全,保证煤矿电网的安全稳定运行。     

500 kV同塔双回线路合理安装线路避雷器

500 kV大房三线位于高山大岭地区的杆塔雷害较为严重。在投运之初，该线路连续3次发生雷击跳闸事故，且均为雷电绕击。冀北检修大同分部虽已在常规线路防雷方面取得了一定的运维经验，但同塔双回线路治理效果并不理想。为了提升该线路同塔双回区段杆塔雷害治理效果，大同分部结合常规线路雷害治理思路，提出了分别计算线路档段上、中、下三相导线跳闸率的计算方法。通过现场测量及查阅图纸等手段获取三相导线与地面的相对位置，利用工程仿真软件分别计算三相导线的绕击跳闸率，最终实现高山大岭地区同杆双回线路防雷性能的状态评价。运维单位将大房三线Ⅳ级雷害区内杆塔和档段的计算结果为依据，制定了大房三线同塔双回杆塔500 kV线路避雷器的安装方案，实现了避雷器合理安装。     

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。     

应用线路避雷器提高交流输电线路耐雷水平的研究

对应用线路避雷器提高交流输电线路的耐雷水平进行了分析研究,具体分析了雷电反击和绕击时线路避雷器的防雷效果及接地电阻、交流输电线路挡距等因素对耐雷水平的影响,最后对线路避雷器的雷击保护范围进行了分析探讨。     

黑龙江地区10kV配电线路防雷研究

以黑龙江地区典型配电线路为研究对象,采用ATP-EMTP对配电线路杆塔进行仿真分析,发现杆塔耐雷水平随接地电阻的升高而降低;提高线路绝缘水平对于线路防雷性能有直接而且明显的提升;避雷器对于裸导线和绝缘导线的耐雷水平提升均在90%以上;最后,以雷击跳闸次数为指标,对典型配电线路进行了雷害风险评估,并依据评估结果,制定了针对性的防雷方案:对雷害风险在C级的13基杆塔,加装避雷器;对雷害风险在B级的34基杆塔,更换接地模块来改善接地电阻;对于雷害风险在A级的其余杆塔,在日常巡视中多加注意。     

220kV带纯空气间隙线路避雷器绕击耐受容量及避雷器轻型化潜力研究

带纯空气间隙线路避雷器越来越多应用于线路防雷,尤其是防绕击雷,研究线路避雷器线路的绕击耐受容量及其轻型化具有重要工程应用价值。基于实测的220 kV带纯空气间隙线路避雷器参数建立ATP-EMTP电磁暂态模型,计算了线路避雷器在不同避雷器配置方式和导线电压下的绕击耐受能力。研究表明,当前线路避雷器存在轻型化空间;轻型化线路避雷器需根据线路结构和地形条件进行差异化配置;采用多基杆塔差异化配置方式,避雷器方波容量可降至300 A。本文研究丰富了基于线路避雷器的输电线路差异化防雷策略,并对线路避雷器轻型化提供了新的见解和方法。     

风电场内集电线路雷击过电压的研究与防护

风电场通常建设于雷电活动较为频繁的地区,其集电线路容易遭受雷击,对风电机组及其配套设备的安全构成严重威胁。本文采用电磁暂态软件程序ATP-EMTP分别建立了雷电流模型、杆塔模型、集电线路模型、绝缘子模型和避雷器模型用于模拟雷电击中集电线路杆塔的情况,研究了线路过电压的影响因素,并提出了相应的防护措施。结果表明:雷电击中杆塔的位置和杆塔的接地电阻是集电线路过电压的主要影响因素;对于山区的风电机组,可采用阶梯式降低靠近风机侧杆塔的接地电阻和在靠近风机侧杆塔上安装避雷器这两种防护措施对风电场内集电线路进行防雷。     

杆塔接地改造新方法

针对10 k V配电架空线路水泥杆塔接地电阻在直击雷防护方面存在的普遍缺陷,结合某通信公司发射站雷击损害事故,分析该发射站雷害事故原因。提出一种杆塔接地改造新方法,对杆塔接地体用圆钢相连接引申到发射站的主接地网以及变压器低压侧经避雷器接地等改造措施。并利用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP对杆塔接地的改造措施实行等效参数仿真,验证措施的防雷效果,从而证明上述改造针对通信公司发射站10 k V线路有很好的防雷效果,对同类发射站有很好的借鉴作用。     

110kV输电线路防雷措施的实验论证

为论证输电线路防雷措施的效果与可行性,以安徽池州供电局110 kV池潘438线路为参照对象,构建等比例线路模型与模拟地网,分别进行绕击与反击实验。通过对不同实验结果的对比、分析与总结,发现:加装侧向避雷针、减小避雷线保护角能有效防止绕击雷害事故的发生;降低杆塔接地电阻、架设耦合地线以及加强绝缘配合能够大幅减小反击雷害事故的发生。并在此基础上提出了池州电网110 kV输电线路针对性的防雷改造措施。     

风电场中直击雷的防护和研究

风力发电场中输电线路是防雷保护的重要部分,当直击雷击在输电线路上时,不仅会对线路本身带来破坏,其产生的侵入波过电压将顺着线路传递至风电机组,可能会引起变压器的损坏,从而导致风电机组的停运。以某风力发电场雷击事故为例,将通过电磁暂态软件程序ATP/EMTP建立雷电直击输电线路的模型(雷电流模型、杆塔模型、输电线路电缆模型、避雷器模型、绝缘子串模型和变压器模型),通过仿真计算出升压变压器上的暂态过电压和流过电缆的最大雷电流,并仿真了在安装线路避雷器和降低接地电阻时,雷击点处的雷电过电压和过电流值。最后通过综合对比提出了在1号、2号杆塔安装避雷器和降低杆塔接地网电阻值的两种保护措施来对风电场场内输电线路进行有效防雷。     

线路型避雷器在110kV玄石线的应用研究

以泸州110 kV玄石线为例,介绍了如何最大限度提高输电线路耐雷水平的方法:一分析线路的杆塔参数和地势,找出需要进行重点防护的地区;二通过理论分析和电磁暂态仿真,比较不同避雷器安装方式的防雷效果。分析了冲击接地电阻对耐雷水平的影响以及线路避雷器吸收的雷电放电能量,确定了线路型避雷器的参数要求。对玄石线110kV输电线路耐雷水平进行仿真计算,易击杆塔的耐雷水平可从76kA提高到410kA。因此,在特定区段合理安装线路型避雷器,大大提高了输电线路的耐雷水平。     

基于ATP-EMTP的配电线路避雷器防雷效果及保护范围仿真分析

由于10～35 kV配电线路的绝缘水平普遍较低,因此在我国配电线路雷电保护设计中经常采用氧化锌避雷器进行雷电防护。通过建立模型开展数值仿真计算,进行10 kV配电线路安装线路避雷器的雷电防护效果研究,分析不同避雷器类型、不同杆塔冲击接地电阻以及雷击位置等对避雷器防护效果的影响并并分析其保护范围。结果表明,加强线路绝缘、增加配电线路中的避雷器数量可显著提高整条配电线路的耐雷水平,是提高配电线路防雷效果的两个重要措施;雷击位置对线路耐雷水平的影响则与避雷器雷电保护范围密切相关,当雷击位置距离线路避雷器较远时,线路耐雷水平的下降较为明显;具有避雷器的配电线路,由于避雷器存在一定的保护距离,因此单纯依靠安装线路避雷器来提高耐雷水平则需要每隔6～8基杆塔安装一组避雷器。     

10 kV架空线路用氧化锌避雷器的保护范围研究

加装氧化锌避雷器(MOA)是10 kV架空线路的主要防雷措施,MOA的安装密度对线路运行可靠性和经济性有重要影响。目前,关于避雷器保护范围的研究已有较成熟的理论,但针对10 kV架空线路来说,存在感应雷、雷击塔顶和雷击导线这3种雷击形式,且线路跳闸机制为相间短路,这些特点使得10 kV线路MOA的保护范围具有自身特性。分别研究了过电压来波和高电位转移2种不同原理的10 kV避雷器保护范围计算方法;使用ATP-EMTP搭建了10 kV线路过电压模型,通过判定MOA流通的能量是否超限以及杆塔是否发生相间短路为依据,分析了在感应雷、雷击塔顶和雷击导线的作用下,MOA在两种过电压来波时的综合保护范围。结果表明,对于10 kV架空线路的典型设置下,MOA在感应雷、雷击塔顶和雷击导线时的保护范围依次为[55,172]m、[49,∞)m和[50,96]m;降低杆塔接地电阻,感应雷和雷击导线时MOA的保护范围的提升效果明显;70 m档距下,10 kV架空线路隔一基杆塔安装一组避雷器的安装方式具有最优化的技术经济性,所得结果对于提高配网的可靠性具有重要意义。     

计及冲击电晕的输电线路雷电过电压影响因素研究

基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,在考虑了冲击电晕对雷电过电压影响的同时,研究雷电流波形与幅值、避雷线布置方式、杆塔塔型、导线布置方式(包括导线排列方式、导线分裂数)、接地电阻等因素变化时,杆塔塔顶或导线上雷电过电压的特点及其参数关系,用以找到各种情况下输电线路雷电过电压的关键影响因素。结果表明:冲击电晕对输电线路雷电过电压的影响很大;雷电流幅值与波形、杆塔塔型、接地电阻对输电线路的反击过电压有较大的影响;而雷电流幅值与波形、避雷线布置方式、导线分裂根数对输电线路的绕击过电压有较大的影响。