基于OPGW的雷击点精确定位研究

针对输电线路的雷击监测定位问题,提出一种基于导数极值局部最大值优化算法的雷击点定位方法.OPGW遭受雷击时,其内部通信光纤中传输光的偏振态由于Faraday效应产生突变.首先对偏振态信号进行降噪以及变换处理得到其幅度谱,然后采用导数极值局部最大值算法进行偏振态突变信号的起点位置寻优,通过记录偏振态突变信号到达偏振解调设...     

一种基于零序电流的输电线路行波保护雷击干扰识別方法

高压输电线路跳闸主要是由雷击引起的。研究雷击电流波形能有效地提高判别雷击故障的准确性。且雷击产生的暂态信号在特定条件下可能对行波保护和暂态量保护产生不良影响,使其误动。针对这一情况,本文分别对雷击输电线路不同位置产生的电流行波进行详细的分析。并研究了雷击闪络与雷击未闪络的机理,发现雷击闪络产生的行波总体上呈现出单调变化,雷击未闪络时产生的行波在零轴上呈正负交替变化。针对这一发现提出了一种基于零序电流的输电线路行波保护雷击干扰识別方法。     

基于监测雷电流的输电线路雷击实时风险评估

针对传统雷击风险评估没有反映雷电对输电线路时变影响的特点,提出了基于监测雷电流的输电线路雷击实时风险评估新方法。该方法首先通过规程法计算反击耐雷水平,并对历史雷电定位数据进行筛选统计,拟合出极端雷电流的GEV概率分布,采集实时监测的雷电流数据,建立了基于GEV分布的反击闪络时变概率计算模型。联合改进电气几何模型和风险等级划分方法,实现了从杆塔到线路的雷击实时风险评估。最后,将该模型应用于惠州电网线路,通过实际案例验证了该评估模型的有效性和可行性。     

输电线路不同位置遭受雷击时的暂态电流及散流特性研究

为了研究输电线路不同位置遭受雷击时的雷电流分流状况以及接地装置上的电位分布和散流特性,通过建立输电线路杆塔和接地装置的完整模型,分析了雷击避雷线、绕击导线和雷击杆塔塔顶3种不同雷击下杆塔和接地装置上各自承受的电压和电流,以及雷击线路不同位置时对地电位分布和电流密度分布的影响.计算结果表明雷击导线时对线路安全运行影响最大...     

考虑接地极时变电阻特性的输电线路雷击暂态响应研究

杆塔接地极的准确建模对研究输电线路的雷击暂态响应是至关重要的。为此,本研究提出一种考虑接地极时变电阻特性的输电线路模型。首先采用有限元法(FEM)求解了输电线路雷击下杆塔接地极的接地电阻,基于PSO法,推导了杆塔接地极时变电阻的迭代公式,利用ATP-EMTP中MODEL模块搭建时变电阻Rg(t),然后建立考虑接地极时变电阻特性的输电线路模型,随后分析了基于时变电阻和定值电阻的输电线路模型雷击暂态响应。结果表明：相较于定值电阻的输电线路模型,时变电阻模型对输电线路雷击暂态响应有较大影响。由于时变电阻Rg(t)考虑了雷电流地中散流和土壤电离过程,其反应的结果更加可靠,在一定程度上提高了输电线路雷击暂态响应仿真的精准度。     

雷电定位系统在输电线路雷击故障分析中的应用

雷击故障是输电线路的主要故障,识别雷击故障原因能有效提高和改进输电线路的雷击可靠性水平。结合220kV输电线路雷击故障的现场调查数据,采用雷电定位系统得到的雷电流参数在电磁暂态仿真软件ATP-EMTP建立输电线路雷击过电压仿真模型,分析了输电线路在不同雷电流下的跳闸性质。仿真结果表明,基于雷电定位系统和电磁暂态仿真能有效判别线路故障的性质,为线路的运行、维护和改造提供参考。     

高压直流输电线路雷击故障仿真与故障选极方案

高压直流输电线路极线间的电磁耦合,在雷击情况下特别明显。一极发生故障将同时在健全极线上感应出暂态电气量,有可能造成健全极线路保护误动,从而导致单极故障时双极停运,影响送端电网和受端电网的安全稳定运行。本文在对雷击暂态仿真方法进行研究分析的基础上,以±660kV高压直流输电线路为例,利用PSCAD暂态仿真软件建立了雷击暂态仿真模型,分析了雷电流幅值对直流输电线路绝缘的影响。为避免雷击故障后非故障极的线路保护误动,提出了基于电压突变量积分值及其比值的单端故障选极判据。     

雷击暂态全响应监测系统在直流输电线路故障诊断中的应用

运行中的输电线路极易遭受各种自然因素的影响而导致跳闸故障,严重威胁电力系统的安全运行与可靠供电,其中雷害是造成输电线路跳闸故障的最主要原因。因此,准确判断输电线路雷击故障,并找出其发生的具体位置,有助于维护人员及时发现故障并制定相应的针对性措施,对输电线路安全运行具有重要意义。以国家电网500 kV直流江城线雷击跳闸故障为例,介绍了雷击暂态全响应监测系统在故障定位和故障原因辨识中的应用。该系统采用分布式监测技术,依据行波电流进行精确定位,根据行波电流脉宽智能辨识故障原因,通过理论分析以及实际巡线结果论证了分布式故障监测系统的高效性、准确性。     

基于危险雷电流区间分布的输电线路雷击故障性质判断方法

雷电定位系统可获取雷电流幅值、定位等信息,用于线路雷击故障定位,但至今缺乏实用的方法将雷击信息与线路雷击跳闸信息合理整合,实现雷击故障性质判定。为此,对不同杆塔接地电阻下线路反击耐雷水平及不同地线保护角和地面倾角下线路绕击临界雷电流分布区间进行量化,得到线路直击雷危险雷电流幅值分布区间,再以雷电定位系统监测所得雷击电流幅值与反击、绕击危险雷电流区间作比对的机制,建立线路雷击故障性质判别概率算法模型,形成一套完整的雷击故障性质判断方法,并基于此开发了线路雷击故障性质判断软件。经典型雷击跳闸线路的雷击性质判断验证,该方法能实现输电线路雷击故障性质的快速判定,判断结论准确可靠。     

变电站进站OPGW光缆引下线的电磁暂态计算及其烧熔事故分析

进站光纤复合架空地线(OPGW)引下线的烧熔断股事故严重威胁了电力系统通信安全。为了找出引发进站OPGW引下线出现烧熔断股事故的机理和原因,提出提高进站OPGW安全性的措施,对OPGW在输电线路正常运行条件或短路、雷击等故障条件时可能出现的感应电压、电流水平进行了全面的仿真计算。研究了OPGW引下线在不同接地方式条件下的安全性。并结合电磁暂态计算结果,对典型事故进行了综合理论分析,提出了进站OPGW烧熔事故的一般物理过程,指出烧熔事故一般多发于OPGW与门型架的连接不良、"似接非接"处。最后,提出了一系列减少OPGW烧熔事故、提高进站OPGW安全性的方法和措施。     

基于蒙特卡罗法的输电线路绕击跳闸率的计算

由于雷击输电线路的随机过程众多,随机因素对输电线路的跳闸率有一定的影响,传统的分析方法不能具体反映这些过程的随机性。因此,基于电气几何模型法分析输电线路的绕击概率,并考虑雷电入射角、雷电流参数、地面倾角及工频电压等因素对输电线路耐雷性能的影响,根据蒙特卡罗方法的原理,用MATLAB模拟随机过程中的随机参数,对于随机性较大的雷电流参数,结合实际数据验证了IEEE推荐的幅值概率公式更符合客观情况。基于电气几何模型和蒙特卡罗法的结合,推导出了具有普适性的跳闸率计算公式,并验证了该方法可以客观并具体地评估输电线路的耐雷性能,可为工程上输电线路的防雷分析及绝缘配置提供参考。     

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。     

750kV同塔双回输电线路雷击塔顶感应电压的数值计算

架空输电线路的雷击感应电压计算是电力线路绝缘设计、采取防雷保护措施的基础计算。对雷击750kV同塔双回输电线路塔顶产生感应电压的暂态过程进行了分析,采用电磁场数值分析方法,建立了回击电流模型和线路耦合模型,精确地计算了感应电压值。计算结果表明,感应电压随时间变化非常快,所以在计算雷击塔顶的耐雷水平时,如果把感应电压以一个恒定值的方式计入,必然会产生一定的误差,应该考虑感应电压的暂态过程。     

同塔多回输电线路雷击同跳分析及应对措施研究

统计分析了近年广西电网同塔多回架设输电线路雷击同跳情况,选取了某220kV同塔双回输电线路典型雷击同时跳闸故障进行复原仿真分析,得出陡波头雷电流是造成双回线路多相闪络的主要原因。同时,针对该同塔双回输电线路雷击跳闸,结合线路走廊落雷和线路杆塔结构等参数,以此为基础开展该线路的雷害风险评估分析,最后根据评估结果,采用加装线路型避雷器等措施有针对选取高风险杆塔进行改造。     

时变接地电阻对输电线路耐雷水平的影响分析

冲击电流作用下,输电线路杆塔接地装置接地电阻呈现非线性时变特性,考虑接地电阻时变性对架空输电线路雷击暂态过电压及线路耐雷水平的影响是进行准确的输电线路防雷设计并提升其耐雷水平的基础。基于电磁暂态软件PSCAD建立了考虑时变接地电阻的220 k V同塔双回输电线路模型,分析了时变接地电阻对杆塔各处暂态过电压及输电线路耐雷水平的影响;并在此模型中添加"疏导型"防雷装置-并联间隙,分别计算考虑与不考虑时变接地电阻时并联间隙对输电线路耐雷水平的影响。结果表明:接地电阻大于20Ω时,定值接地电阻和时变接地电阻下输电线路耐雷性能及并联间隙安装方式相差较大。高土壤电阻率地区输电线路防雷设计应考虑接地电阻的时变性对输电线路耐雷性能的影响。     

基于OPGW光传感的高压绝缘子故障闪络特性分析

随着雾霾、沙尘暴等自然环境的不断恶化侵袭,绝缘子污闪成为仅次于雷击的威胁电网安全稳定运行的重要原因。通过OPGW光传感分布式闪络监测技术设备采集到的绝缘子污闪案例数据,对高压绝缘子污闪信号进行了时频特性分析。结果表明:绝缘子污闪信号持续时间一般为50~60 ms,闪络信号频率主要分布在低频段50~1 500 Hz之间,其中工频谐波信号十分突出。验证了OPGW光传感技术可以实现全线路的分布式绝缘子污秽闪络预警监测与故障定位,为绝缘子污闪预警提供了新思路。     

实测雷电流波形反演雷电特征参数的研究

安装在500kV运行线路上的雷电流全波形在线监测装置,获得了一次击于输电线路上的有效雷电流波形。对比于雷电定位系统的查询结果,该有效波形在时间、空间、幅值上与之基本一致。通过MATLAB软件处理采集到的有效波形,并与雷电定位系统数据对比。借助电磁暂态仿真程序PSCAD,对雷击位置、雷电流幅值及波形特征进行反演,得到了有关雷电流的特征参数,如雷电流峰值、波前时间、半波时间等,从而实现了雷击位置的定位与雷电流的复现,并为雷电流仿真模型的修正提供了基础数据。     

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。     

330kV线路避雷器技术条件的研究

根据具体的线路杆塔结构 ,采用线路金属氧化物避雷器对 3 3 0 k V线路的耐雷水平进行了计算分析 ;具体比较了安装线路避雷器和未安装避雷器时雷击塔顶及雷击相线的耐雷水平 ;分析了雷电流的波形、接地电阻、档距、避雷器技术条件对输电线路耐电水平的影响     

±500kV直流输电线路耐雷性能研究

直流架空输电线路的耐雷特性不同于交流系统,特高压直流输电线路杆塔高、跨度大,且工作电压幅值、极性不变,使得雷击直流高压输电线路的概率增大,有必要对直流架空输电线路耐雷性能进行研究。针对近年来葛南±500 kV直流输电线路多发的雷击故障,以葛南±500 kV直流单、双回架空输电线路为工程背景,采用ATP-EMTP和电气几何模型法分别对线路的反击和绕击耐雷性能进行了仿真计算研究,并与交流输电线路耐雷性能进行了分析比较。研究表明:±500 kV直流输电线路的雷电绕击跳闸率远高于反击跳闸率;工作电压对雷电先导发展、建弧率以及导线绕击距的影响比交流更大,使得直流输电线路正极性导线的雷击跳闸率高于负极性。