考虑工频电压影响的输电线路雷击跳闸率计算方法

考虑工频电压影响的Monte Carlo法是一种非确定性的数值方法,计算量大并且不利于大量输电线路的跳闸率计算,实现较为困难。为此,提出了一种新的计算方法,即基于概率学原理提出了考虑工频电压影响的雷击跳闸率计算解析式。所提方法的计算结果与Monte Carlo法的计算结果基本一致,验证了所提方法的正确性及可靠性。同时考虑工频电压影响的雷击跳闸情况分析结果表明,考虑工频电压影响的雷击跳闸率要高于未考虑工频电压影响的雷击跳闸率,且反击跳闸误差较绕击更为明显,说明以往在工程上,未考虑工频电压影响的输电线路雷击跳闸率计算参考值过于保守;并且其误差将随着接地电阻或保护角的增大而增大。     

工频电压对输电线路雷击跳闸率的影响

为研究工频电压对输电线路反击跳闸率和绕击跳闸率产生的影响,验证目前的试验结果,从工频叠加影响机理、蒙特卡罗法实例计算两个方面进行了计算和分析。结果显示,工频叠加影响机理分析和蒙特卡罗法实例计算的结论一致:工频电压主要提高了输电线路的反击跳闸率,而对绕击跳闸率影响不大。     

随机参数对同塔双回输电线路雷击跳闸过程的影响

同塔双回输电线路较之电压等级相同的单回输电线路具有导线数量多、杆塔高度高等结构特点,更易发生雷击故障。为了深入研究同塔双回输电线路雷击跳闸机理,结合忻州地区实际线路数据,基于Monte Carlo法这一随机数学方法建立了适用于同塔双回输电线路的雷击跳闸率仿真流程,并对其随机参数产生的影响进行了深入探讨,比较分析了单、双回输电线路雷击跳闸率受随机参数影响的敏感程度。结果表明,较之同电压等级下单回输电线路,双回输电线路对雷击部位更为敏感,其绕击跳闸率随地面倾角增加而增加的幅度更大;在考虑工频叠加电压后,单、双回输电线路反击跳闸率均有显著提高,地面倾角较大的情况下单回输电线绕击跳闸率略微减小,而双回输电线路绕击跳闸率则有明显增大。     

蒙特卡洛法在风电场架空输电线路绕击跳闸率计算中的应用

雷电绕击导致的风电场线路跳闸事故严重影响风电场的安全运行,为此,采用蒙特卡洛法编制输电线路绕击跳闸率的仿真计算程序.运用蒙特卡洛法进行仿真时,通过计算获取雷电流幅值、先导入射角、雷电通道坐标、线路电压瞬时值等关键参数,各参数满足对应的概率密度分布;根据改进电气几何模型和输电线路绕击等值电路,来判断雷击部位以及是否发生闪...     

基于雷电活动特征的10 kV配电线路雷击跳闸率计算

雷电活动强度和雷击点的随机性是影响雷击跳闸率的主要因素。为综合考虑雷电活动地域性差异及随机性,提高雷击跳闸率计算精度,建立了实际雷电活动特征下基于蒙特卡罗法的雷击跳闸率计算模型。根据雷击跳闸原理,建立只与雷电活动强度和雷击点的随机性参数相关的雷击跳闸率的函数表达式。为考虑雷电活动特性,利用雷电定位系统监测数据,采用绝对中位差方法进行离群值分析,并通过非线性最小二乘法和描述统计法拟合得到描述雷电活动特征的雷电流幅值概率分布模型和地闪密度值。采用蒙特卡罗法解决落雷位置、雷电流幅值大小等随机性问题。为考虑树木、建筑物等影响,提出基于屏蔽因子的改进电气几何模型方法确定引雷范围。在上述工作基础上,建立了基于蒙特卡罗法的考虑雷电活动特征的10 kV配电线路雷击跳闸率计算模型。研究结果表明,最终计算结果为17.46次/(100km·a),与实际统计结果 17.22次/(100km·a)相比,相对误差仅为1.4%。采用实际雷电参数统计结果对雷击跳闸率的计算有着优化作用,并显著提高了结果的准确度。     

蒙特卡洛法计算750 kV输电线路绕击跳闸率的研究

针对规程法计算输电线路绕击跳闸率误差较大的问题,采用了蒙特卡罗法计算绕击跳闸率,对雷电流幅值、先导对地面和导线的击距、地面倾角、绝缘子串50%放电电压等参数进行了分析,基于电气几何模型(Electric-Geometry Model,EGM),选用实际运行的兰州东-平凉-乾县750kV超高压输电线路计算绕击跳闸率,并分析了导线高度对绕击跳闸率的影响.结果表明:蒙特卡罗法计算的绕击跳闸率可信度较高,并且导线高度对绕击跳闸率影响较大.     

基于蒙特卡罗法对输电线路绕击跳闸率的计算与分析

随着电压等级的升高,由雷电绕击引起的线路跳闸事故所占比例越来越大。为了准确评价线路绕击耐雷性能,本文提出一种基于蒙特卡罗法计算输电线路绕击跳闸率的算法。此算法以改进的电气几何模型作为绕击判据,并用Matlab软件进行编程。文中选用110kV、220kV、500kV典型线路,并分别用蒙特卡罗算法和规程法对绕击跳闸率进行计算,对其结果进行比较。该算法分别分析了地面倾角大小、保护角大小、线路跨越山谷的深度以及地面倾角与保护角的综合因素对输电线路绕击跳闸率的影响。结果显示,此算法确信度较规程法高、计算的速度快、分析能力强。     

关于输电线路防雷计算中若干参数及方法的修改建议

本对原规程中输电线路防雷计算的雷电流幅值累积概率分布、对地雷击密度、线路收集雷击宽度和雷击有避雷线线路绝缘上所受电压的计算方法等提出了修改建议。修改后的计算方法所得结果与输电线路雷击跳闸的运行经验统计值是一致的。     

计及工频电压的输电线路耐雷水平的研究

雷击闪络是引起输电线路跳闸的主要原因,因此必须正确评估设计中的输电线路的防雷性能。耐雷水平是衡量输电线路防雷水平的一个重要的性能指标,它直接影响着电力系统的可靠性和安全性。目前我国耐雷水平的计算多采用规程法,但该方法并没有考虑线路运行中的工频电压对耐雷水平的影响,这与实际情况不符。为此,利用规程法,首先推导了计及工频电压的输电线路耐雷水平的计算公式,随后利用该公式计算了在110~500 kV各电压等级线路中工频电压对线路耐雷水平的影响。分析结果表明:随着电压等级的提高,线路运行中的工频电压对输电线路耐雷水平的影响逐渐增大。因此在超高压和特高压输电线路的设计中必须计及工频电压的影响。     

输电线路雷击跳闸率的统计计算

本文给出了用概率统计法计算输电线路雷击跳闸率的程序,程序中考虑了雷击避雷线时引起的邻近塔的闪络。用本程序对交流输电线路进行了计算,结合运行经验讨论了计算用雷电参数并提出推荐意见。还对直流线路进行了计算,计算中考虑了直流工作电压的影响。通过计算,提出对现用±500kV杆塔的改进意见和减少双极雷击闪络的看法。最后,对SDJ7-79提出了修订意见,认为在线路雷击跳闸率计算中必需考虑雷击避雷线引起的跳闸,推荐了雷电流幅值分布和计算用等值风速。     

500/220kV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。     

Application studies of line arresters in partially shielded 138-kV transmission lines

The application of arresters on transmission lines has been one of the most effective alternatives for the reduction of lightning flashover rates. This paper reviews previous methods for evaluating lightning performance of lines with arresters. Improved calculations of line outage rates are developed to include power frequency voltage and arrester failure-rate evaluations, based on field experience. The transmission lines are modeled in detail in the electromagnetic transients program (EMTP)/(ATP) and the outage rates are calculated with the Monte Carlo method. Probability energy stresses on arresters are evaluated for strokes on conductors and shield wires as a function of tower footing resistance (TFR).     

500kV同塔双回输电线路反击耐雷性能分析

与单回500 kV输电线路相比,同塔双回500 kV输电线路杆塔高度增加,引雷面积增大,将直接影响到线路的耐雷水平。文章依据先导发展闪络判据,模拟电弧的非线性特性,建立了绝缘闪络模型。利用电磁暂态仿真软件（ATP-EMTP）,搭建了500 kV同塔双回输电线路反击耐雷性能仿真电路,分析了杆塔高度、冲击接地电阻和工频电压等因素对线路反击耐雷性能的影响。结果表明：杆塔高度增加后,线路反击耐雷水平显著降低;杆塔冲击接地电阻的增大,将导致线路跳闸率上升,在电阻较高的情况下尤为明显;同时工频电压对500 kV同塔双回输电线路耐雷性能影响尤为明显,因此,在500 kV同塔双回输电线路的设计中应充分考虑工频电压对线路耐雷性能的影响。     

多重雷击引起220kV断路器损坏的事故分析

针对220 kV线路雷击故障时雷电波侵入220 kV变电站内,引起220 kV断路器断口绝缘击穿,导致断路器内部损坏,建议开展110、220 kV SF_6断路器雷电冲击、反极性工频联合电压试验,并在强雷地区变电站110、220 kV架空出线侧加装避雷器保护。这些线路避雷器除了能防止断口内外闪络,也可以保护母线上的其他电气设备,显著地减少雷击的危害。     

广东电网同塔多回线路雷击跳闸影响因素及故障分析

近年来广东地区线路工程用地趋紧,同塔多回线路规模迅速增大,导致多回线路雷击同时跳闸比例显著上升,给电网安全运行带来新的挑战。介绍同塔线路雷击同时跳闸的特点,分析雷击跳闸关键因素的影响,并对典型雷击同时跳闸故障进行电磁暂态复原分析。指出雷电反击是造成同塔线路多回同时跳闸的绝对主因,但强雷暴过程中连续雷电绕击也会导致多回线路同时跳闸,强调应重点防止110、220 kV同塔线路双回雷击同时跳闸。并指出同塔线路反击跳闸受工频电压及相序排列影响较大,雷击同时跳闸较多发生在同名相,且上横担绝缘子距雷击点较近较易发生闪络。     

220kV同塔双回线路雷击同跳事故仿真与闪络相分布

220 kV线路广泛采用同塔双回架设方式,在遭受雷击时容易引起2回线路同时跳闸,严重影响电力系统的可靠运行。首先分析了发生在丽水和宁波地区的2起220 kV线路雷击同跳事故的全过程,进而在EMTP程序上搭建了考虑接地电阻、感应电压分量等因素的计算模型。仿真研究结果表明：丽水象鹤/象睦线在幅值为-179 kA的雷电流下发生四相闪络事故和宁波晓昌/晓洲线在-140 kA的雷电流下发生的三相闪络事故均得到准确复现,雷电流幅值、工频电压相位与闪络发生相可以很好地吻合,模型的计算结果与实际情况一致。基于上述仿真模型,进一步研究了220 kV同塔双回线路同跳事故的闪络相分布规律,结果表明工频电压是决定同跳事故闪络相最关键的因素。     

同塔三回输电线路耐雷性能研究

在珠三角地区,为缓解输电线路走廊紧缺与电力输送能力不足之间的矛盾,建设了大量的同塔三回输电线路。与普通的同塔双回线路相比,同塔三回线路的杆塔更高,更容易引雷。介绍了反击和绕击耐雷性能的计算方法,在此基础上,以广东地区某500kV同塔三回线路为例进行了计算分析。计算结果表明：对于500kV及以上输电线路,工作电压会对反击和绕击性能产生影响;同塔三回线路的杆塔较高,可根据各层横担高度不同进行差异化绝缘配置;同时,当考虑多层导线间相互屏蔽效应后,处于不同层的导线绕击跳闸率均减小;导线的绕击跳闸率不仅随地面倾角的减小而减小,还随保护角的减小而减小。     

输电线路雷电屏蔽性能计算分析

输电线路被雷击会导致十分严重的后果,因此有必要研究输电线路的雷电屏蔽性能。基于电气几何模型（EGM）和蒙特卡洛（Monte Carlo）方法,通过绝缘子50%闪络电压来确定其耐雷水平和判断绝缘是否闪络,计算线路屏蔽性能,并分析了地面倾角、线路高度等因素对绕击跳闸率对输电线路的雷电屏蔽性能的影响,发现导线越高,地面倾角越大,输电线路的雷电屏蔽性能就越低,并建议采取相应的措施以提高输电线路的雷电屏蔽性能。