架空配电线路雷电感应过电压计算研究

为了研究雷电感应过电压特性,指导架空配电线路雷电防护,分析了现有雷电感应过电压计算方法的不足,提出一种改进计算方法。该计算方法分为雷电电磁脉冲计算和雷电电磁脉冲激励下的多导体瞬态响应计算2个步骤,考虑了大地损耗对雷电电磁脉冲和多导体传输线瞬态过程的影响以及线路带有分支和集中参数元件的实际情况。通过与火箭引雷感应过电压实测波形的对比验证了计算方法的有效性。利用该文的计算方法对雷电感应过电压进行了计算分析,其基本特征表现为:雷电感应过电压为短尾波,在导线上距离落雷点最近处最大,并延导线逐渐衰减;大地损耗越大,最大雷电感应过电压值越大,但沿线衰减越快;雷电感应过电压的最大幅值受雷电回击速度的影响较小,受线路分支影响明显,同时与线路高度、线路与落雷点间距离为非线性关系。     

配电线路感应雷过电压计算

为研究雷电感应过电压特性,提出了一种基于MODELS语言并应用ATP-EMTP软件计算多导体传输线感应过电压的新方法.计算时考虑了大地损耗对垂直电场的影响,并且在计算过程中将线路本身等效为无损传输线.将实际计算的结果与火箭引雷实测数值以及其他模型计算结果进行了对比,验证了该方法的有效性。     

10kV配电线路的雷电感应过电压特性

架空配电线路绝缘水平低,直击雷及雷电感应过电压导致的雷击闪络事故率很高,为了重点研究考虑大地有限电导率后配电线路雷电感应过电压的波形特性和统计特性,采用时域有限差分(the finite difference-time domain,FDTD)算法求解多导体传输线方程,在算法中考虑了绝缘子的闪络过程以及大地电导率对传输线的影响,给出了线路在几种典型雷击情况(直击雷和雷电感应)下,不同大地电导率时配电线路上的感应过电压发展过程及分布特性.分析结果表明,不考虑大地电导率与考虑大地电导率的计算结果相差很大.还分析了雷电流幅值、上升时间、雷击点与线路距离等因素对雷电感应过电压水平的影响.针对不同大地电导率情况下配电线路的感应过电压进行了统计分析,给出了考虑直击雷及不考虑直击雷两种情况下线路最大感应过电压概率分布、绝缘闪络率以及闪络次数.     

计及架空地线的配电线路雷电感应过电压模型及应用

该文提出一种基于MODELS语言计算雷电感应过电压的工程模型方法。用于对雷电通道建模以及与架空线路的电磁耦合进行了分析,并在ATP/EMTP中实现且验证。方法考虑了有损地面对径向电场的影响,能够搭建适用于用于配电网输电线路及架空线路的感应雷模型,开发了模型新的应用方式,采用解析方法计算线路中的雷电感应电压,再通过感应电压分析架空线路受到的影响。实例结合南方电网配电线路实际情况,给出了在安装有架空地线性线和没有安装架空地线的低压系统中雷电感应过电压,感应电流的分布,以及其耐雷水平的计算结果,讨论线路的承受能力以及可能产生的电磁干扰和影响范围。研究了系统中架空线路配置的作用。结果显示架空地线能够大幅提高配电线路对感应雷的耐雷水平,降低闪络概率。该模型被验证能够很好的应用于配网线路的防雷工作。     

多导体配电线路感应雷过电压分析

为分析多导体架空线负载感应雷过电压及架空地线屏蔽特性,利用傅里叶变换计算雷电流的频谱分布,根据求多导体传输线负载响应的BLT方程,在频域内求其外电磁场激励下的电报方程,计算多导体配电线路感应雷过电压的频域响应,再根据傅里叶反变换求得负载端的暂态响应。配电线路感应雷过电压特性及架空地线屏蔽作用的分析结果表明,线路垂直排列时,感应雷在负载端引起的差模干扰较大,大地电导率越小架空地线的屏蔽作用越好。     

架空线路感应雷过电压产生机理与计算方法

架空配电线路裸露在空气中,极易遭受雷击产生雷电过电压,导致线路保护装置跳闸甚至线路电气设备元件的损坏,从而造成供电中断,影响了广大用户的生产和生活。对配电网架空线路感应雷过电压产生机理进行了详细的探讨,提出静电感应分量是配电网线路感应雷过电压的主要构成部分。并研究了目前常见的计算雷击导线附近大地时架空线路感应雷过电压的HC/idalen模型,并通过仿真分析表明大地电导率对架空线路感应雷过电压有一定的影响。     

基于改进Agrawal模型和FDTD法的感应雷过电压算法

为了计算架空配电线路雷电感应过电压,利用Nucci提出的雷电回击通道模型(MTLE模型),计算雷电回击电流产生的空间电磁场,采用Cooray-Rubinstein公式计算大地电导率影响的水平电场分量,并改进Agrawal场线耦合模型,建立架空配电线路雷电感应过电压方程,基于时域有限差分(FDTD)法,计算10 kV架空线路的雷电感应过电压数值。结果表明,大地电导率对计算结果影响较大,大地电导率使线路上的感应电压幅值降低接近20 kV;不同回击传播速率也影响感应雷过电压的数值。定量计算雷电感应过电压,需要分析各种因素对计算感应雷击过电压的影响,完善计算方法,保障计算准确性,使理论与计算方法适用于实际的配电线路防雷设计,提供有价值的参考依据。     

配电线路感应雷过电压计算

为了提高配电线路的安全可靠性并对线路防雷设计提供有价值的参考依据,基于调整的传输线模型,计算了雷电回击电流产生的空间电磁场,借助Cooray-Rubinstein公式计算了在考虑大地土壤损耗的前提下的水平电场分量.用Agrawal场线耦合模型和时域有限差分(FDTD)法对10 kV配电线路由于附近雷击引起的线上感应电压进行了计算,其中在传输线阻抗计算中考虑了大地电导率.通过与文献计算结果对比,验证了计算方法的有效性.针对一条实际架空配电线路,分别计算了三角形布线和列式布线两种线路结构的感应雷过电压,分析了地面损耗以及其他导线的存在对线路感应雷过电压幅值和波形的影响.结果表明该理论与计算方法可以用于实际的配电线路防雷设计.     

配电线路雷电感应过电压仿真计算分析

为研究雷电感应过电压的发展规律,提出了采用Heidler雷电流波形模型、MTLE雷电流回击模型、Co-oray-Rubinstein电磁场传播模型、Agrawal场线耦合模型的配电线路雷电感应过电压的计算方法以及相关仿真参数,并自主开发了一套雷电感应过电压仿真计算程序。将程序计算结果和真型试验结果进行比较,所得线路电场强度和线路过电压的计算结果与试验数据相符,计算误差在10%以内,验证了程序所得结果的准确性。结果表明,先导发展过程在雷击线路前产生静电感应,影响线路上的过电压波形,电晕效应在计算中可以忽略;基于研发的程序,计算时可考虑先导发展过程和非理想大地对感应过电压的影响,实现电磁场与暂态传播过程的同步计算。     

一种特高压交流输电线路冲击电晕的改进模型

在变电站设备雷电绝缘裕度设计中,忽略输电线路上冲击电晕引起的雷电侵入波的衰减畸变,使得电气设备雷电绝缘裕度的要求过严,加之冲击电晕对特高压输电线路绕击耐雷水平计算值也有很大影响,这都让特高压输电线路上冲击电晕效应的研究显得很有必要。笔者提出了一种既考虑避雷线上电晕和起晕导线间耦合作用,又考虑输电线路与大地间电晕电容分布特点的多导线冲击电晕模型,该模型更符合冲击电晕放电的实际情况。同时,建立了计及上述电晕模型的特高压交流线路的雷电绕击仿真电路。结果表明,冲击电晕会对线路上的波过程产生影响,使雷电过电压波的幅值和陡度发生衰减和波形,从而提高了线路绕击耐雷水平的计算值。     

雷电波的衰减与变形问题研究

在同时考虑冲击电晕和由集肤效应引起的大地阻抗频率特性的基础上,研究雷电过电压波沿架空线路传播时衰减与变形的问题。对冲击电晕和大地阻抗进行离散化和线性化,计算出相应的参数,这种计算方法不仅简化了算法,而且可用于工程实践中。在PSCAD软件中建立电力系统的输电线路模型,模拟雷电流打在线路杆塔顶部发生反击．测量同一点在不同情况下的雷电过电压波,然后进行对比,并测量在不同情况下的耐雷水平．准确直观地反映了冲击电晕和集肤效应这2种因素对雷电波的影响。为系统设计和工程实践奠定了基础、     

配电线路感应雷过电压防护措施仿真研究

配电线路雷击跳闸事故主要由感应雷过电压引起,目前线路的雷电防护常采用装设线路型避雷器和保护间隙。为了评估线路防雷措施的雷电防护效果,采用H覬idalen的仿真计算模块,搭建10 k V配电线路感应雷过电压的仿真模型并仿真线路的感应雷过电压幅值及其沿线分布,确定感应雷过电压最严重时的工况条件,并仿真研究了装设避雷器及保护间隙对线路感应雷过电压防护作用以及安装密度不同时线路感应雷过电压的影响。     

雷击输电线路电磁暂态仿真

雷击输电线路会引起强烈的冲击电晕,目前常用的电磁暂态仿真软件中没有冲击电晕的模型,无法对其进行仿真。通过对冲击电晕的伏库特性的分析,得到冲击电晕的等效电路,并与现有比较成熟的Marti线路模型相结合,提出了一种既考虑冲击电晕又考虑线路参数频变的电磁暂态仿真方法。通过雷击输电线路的电磁暂态仿真表明,有否考虑冲击电晕其电晕的电磁暂态过程相差很大,在研究行波保护的雷电波抗干扰方法以及线路、变电站的过电压计算时应该考虑冲击电晕对电磁暂态过程的影响。     

雷击输电线路电磁暂态仿真

雷击输电线路会引起强烈的冲击电晕，目前常用的电磁暂态仿真软件中没有冲击电晕的模型，无法对其进行仿真。通过对冲击电晕的伏库特性的分析，得到冲击电晕的等效电路，并与现有比较成熟的Marti线路模型相结合，提出了一种既考虑冲击电晕又考虑线路参数频变的电磁暂态仿真方法。通过雷击输电线路的电磁暂态仿真表明，有否考虑冲击电晕其电晕的电磁暂态过程相差很大，在研究行波保护的雷电波抗干扰方法以及线路、变电站的过电压计算时应该考虑冲击电晕对电磁暂态过程的影响。     

雷击高塔对多导体架空配电线感应过电压的影响

为了研究雷击高塔时多导体架空配电线路感应过电压特征,基于高塔传输线模型建立了2维时域有限差分算法,计算雷击高塔时产生的空间电磁场,并结合Agrawal耦合模型计算了2种典型结构(水平和垂直结构)多导体架空配电线上的感应过电压。算法精度通过与相关文献结果的对比得以验证,利用该算法对比分析了雷击地面和雷击高塔时的感应过电压,并讨论了水平距离、塔高、电导率和屏蔽线等因素的影响。结果表明:与雷击平坦地面相比,雷击高塔时2种结构的线路感应过电压波形产生了明显振荡,幅值也显著变大;对于2种结构的线路感应过电压,其幅值均随着距回击通道水平距离的增加而减小、随土壤电导率的减小而增大;当塔高小于水平距离时,线路过电压幅值与塔高成正相关关系。另外,屏蔽线的存在会明显降低线路端点的感应过电压幅值,水平多导体架空线中间位置的线路、垂直多导体架空线最靠近屏蔽线的线路受屏蔽作用最明显。该研究结论可为改进架空线路的防雷设计提供理论参考。     

计及冲击电晕的输电线路雷电绕击和反击智能识别方法

运行经验表明,直击雷是造成输电线路故障跳闸的主要原因,为了对输电线路的绕击和反击故障进行快速智能识别,评价输电线路的耐雷性能,找出线路防雷的薄弱环节,基于ATP-EMTP,建立了计及冲击电晕影响的输电线路雷电过电压仿真模型,研究了冲击电晕对输电线路过电压传播过程的影响,在此基础上根据过电压的产生机理利用数学形态谱从几何...     

10kV配电网感应雷过电压的计算及影响因素分析

为了研究10 kV配电网感应过电压的影响因素,基于先导放电到雷电回击阶段的电磁场原理,通过研究多种计算感应雷过电压的数学模型,在不考虑温度、湿度、地形等环境因素的影响下,确定最佳计算模型方案,采用MATLAB仿真分析感应雷过电压的影响因素,得到各个影响因素与感应雷过电压的关系。结果表明,雷电流幅值越大、线路高度越高、雷击距离越近,过电压幅值越大、波头陡度越大。     

基于PSCAD的配电线路耐雷水平建模研究

基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC研究了不同杆塔模型、绝缘子闪络判据模型、雷电流模型对配电线路直击雷和雷电感应过电压耐雷水平的影响,并最终建立了精确的配电线路雷电过电压仿真分析模型。     

配电网架空线路感应雷过电压产生机理与防护

对配电网架空线路感应雷过电压产生机理进行了详细的探讨,提出静电感应分量是配电网线路感应雷过电压的主要构成部分。通过对架空线路雷击静电感应过电压模型的求解,给出了感应雷过电压的计算方法。在配电网输电系统中采用以下措施——架设避雷线;安装避雷器;减小工频电弧建弧率;提高线路耐雷水平,可以有效地防护配电网架空线路感应雷过电压,保证系统安全、经济运行。     

基于多脉冲回击电流且考虑电晕效应的输电线路雷击耦合过电压研究

针对目前国内外对架空线路耦合雷电过电压的研究忽略多脉冲、电晕电流这两个重要影响因子情况,首先建立双脉冲及考虑电晕电流的电流源模型,其次利用FDTD算法对空间电磁场求解,并结合Agrawal耦合模型对距离线路不同雷击点条件下的线路耦合过电压变化趋势进行研究。结果表明,在两个脉冲及电晕电流作用下,相同雷击点计算出耦合过电压峰值均大于单脉冲25%,且电晕效应能抑制10%的雷电过电压。