35 kV架空输电线路雷击故障分析及防雷保护研究

为提高禹城市35 kV架空输电线路耐雷水平,并研究雷击后避雷器温升及电势变化,选取典型线路和避雷器模型进行研究。首先采用电磁暂态计算程序EMTP-ATP建立相应的35 kV输电线路模型计算雷击输电线路塔顶或避雷线时线路的反击耐雷水平,分析差异化防雷策略对线路耐雷水平的影响。分析了架设避雷线、杆塔冲击接地电阻和避雷器选型等因素对于线路耐雷水平的影响。然后采用有限元仿真软件计算了雷击后避雷器的温升及电势变化。仿真结果表明,采用全线架设避雷线、降低杆塔接地电阻和合理安装线路避雷器都可提升35 kV输电线路的耐雷水平,杆塔接地电阻越大,采用架设避雷线和降低接地电阻提高耐雷水平效果越显著;雷击后,避雷器温度出现明显的稳定上升趋势,电势和电场呈现先快速上升后下降的趋势;采用合理安装避雷器方案对耐雷水平提升效果更显著,更具经济性。     

500kV输电线路反击耐雷水平影响因素的研究

500kV输电线路已成为我国的主干输电网络,发生故障将造成巨大的国民经济影响;雷击是造成超高压输电线路跳闸的主要原因,对输电线路的反击耐雷水平进行仿真分析,根据仿真结果采取经济可靠的防雷措施提高输电线路的耐雷水平意义重大。基于ATP-EMTP仿真法,用电流源模拟雷电流、集中参数阻抗元件模拟雷电主放电通道,基于相交法建立绝缘子串闪络模型,建立了考虑接地体火花效应的杆塔冲击接地电阻模型和单一波阻抗杆塔模型。仿真结果分析表明:线路反击耐雷水平与雷电流陡度成反比;与冲击接地电阻成反比,在实际的防雷保护中应尽量降低杆塔的接地电阻;工作电压和避雷线的架设方式都对其反击耐雷水平的影响较大,工作电压对其反击耐雷水平的影响与雷击发生时工作电压的相角有关,采用双避雷线时反击耐雷水平较采用单根避雷线有显著的提高,且采用正保护角时反击耐雷水平比采用负保护角时高。     

采用避雷器提高青藏铁路110 kV输电线路耐雷水平

针对青藏铁路沿线输电线路防雷问题,以沿线110 kV输电线路为例,建立了线路防雷击计算模型。仿真分析了避雷器不同安装方式时输电线路的耐雷水平,以及不同杆塔接地电阻时通过避雷器的雷电放电电流和吸收能量。计算结果表明,杆塔接地电阻对输电线路耐雷水平有很大的影响,避雷器安装方式不同耐雷水平提高程度不同,雷电冲击时避雷器具有足够大的雷电导通能力。     

鲁中山区220kV输电线路雷击过电压与防护研究

以鲁中山区某220kV输电线路作为研究对象,根据实际参数采用杆塔多波阻抗模型模拟了雷电流、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。本文基于ATP-EMTP电磁暂态分析软件,分析了线路避雷器组合安装和接地电阻对输电线路耐雷水平的影响。仿真结果显示:输电线路按策略分相组合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,提升电网的安全经济效益。     

750 kV输变电示范工程单相人工接地故障试验现场实测和计算分析

应用电磁暂态计算程序(electromagnetictransientprogram,EMTP)对安装金属氧化物避雷器的35kV配电线路的耐雷水平进行了分析计算。具体比较了雷击有、无避雷线的线路,采取不同避雷器安装方案时的耐雷水平;分析了杆塔冲击接地电阻、绕击导线位置对耐雷水平的影响。仿真计算结果表明,安装线路避雷器﹑减小杆塔的接地电阻可有效提高35kV配电线路的耐雷水平。对于35kV有避雷线配电线路,加装线路避雷器后可显著降低其发生绕击闪络的概率。     

采用线路型避雷器提高35 kV输电线路的耐雷水平

研究了在35 kV输电线路雷电"易击段"绝缘子串上并接线路避雷器来提高线路耐雷水平的方法。建立了雷电波作用下35 kV输电线路电磁暂态仿真计算模型,借助电磁暂态软件(ATP_EMTP)仿真分析了线路避雷器对35 kV输电线路耐雷水平的影响。计算结果表明,在"易击段"架设线路避雷器后,可明显提高35 kV输电线路的耐雷水平,尤其雷直击导线时,线路避雷器的作用效果更加明显;雷击杆塔塔顶时,杆塔接地电阻是影响35 kV输电线路耐雷水平的重要因素。最后,仿真估算了不同避雷器架设方案下35 kV输电线路的耐雷水平。本研究对于平原地区35 kV输电线路的线路防雷具有重要意义。     

35kV输电线路的雷击跳闸概率分析

对35kV输电线路的雷电跳闸概率进行计算,分析线路可能发生雷电跳闸的途径,计算获得冲击接地电阻与绕击耐雷水平、反击耐雷水平和感应耐雷水平的关系,并分析杆塔冲击接地电阻对杆塔耐雷水平的影响.     

±660kV直流输电线路反击耐雷性能研究

在现有输电线路防雷研究成果的基础上,基于ATP-EMTP建立了计算±660 kV直流输电线路反击耐雷水平的模型,模型中杆塔采用多波阻抗模型,绝缘子闪络判据采用相交法,雷电波采用双指数波形,考虑导线电压的影响。所建模型经过验证后,首先分析了杆塔高度和接地电阻对输电线路反击耐雷水平的影响,然后以±660 kV输电线路典型塔形ZP2711为例分析了雷电反击对塔顶电位以及绝缘子两端电压的影响。研究表明,降低冲击接地电阻比降低杆塔高度能更有效地减小线路的反击耐雷水平,±660 kV线路在普通地形段的耐雷水平达232 kA,在大跨越段耐雷水平降低到175 kA,因此在大跨越段应加强接地电阻排查,以防由于接地电阻增大进一步降低线路的耐雷水平,从而引起反击闪络。     

避雷线绝缘架设对杆塔雷电流分配的影响

建立了避雷线全线绝缘架设的输电线路雷击模型,研究了雷电流幅值、杆塔接地电阻和杆塔档距对杆塔处雷电流分配特性的影响规律。研究结果发现:雷电流较小的情况下,雷电流分配主要受避雷线绝缘间隙击穿个数的影响;如雷电流幅值为1 k A时,避雷线绝缘架设和直接接地时的分流系数最大差别为9%;雷电流幅值大于20 k A,击穿间隙个数等于或大于5个时,雷电流分配不再受避雷线绝缘架设的影响,而是主要受杆塔接地电阻的影响。因此计算线路的耐雷水平时不需要考虑避雷线绝缘架设的影响。     

基于ATP的35kV架空线路耐雷水平研究

针对某矿区35 kV架空线路4号-8号杆塔之间线路易受雷击、杆塔接地电阻值超标的问题,通过对雷电流、架空线以及避雷器进行建模,对杆塔和绝缘子进行选型,确定了架空线阻抗、绝缘子串50％闪络电压、雷电波通道阻抗等参数,运用电磁暂态分析工具ATP对该端架空线路的耐雷水平进行仿真分析,定量分析了未装设避雷器情况下接地电阻改善前后杆塔的耐雷水平,在此基础上对该线路段装设避雷器的组数和安装位置进行仿真分析,结果为在4号-8号杆塔之间的5号和6号杆塔安装两种避雷器能最大程度地提高耐雷水平.     

金属氧化物避雷器在输电线路防雷中的应用

对采用金属氧化物避雷器提高110 kV输电线路易击段与易击杆塔的耐雷水平进行了计算分析。比较了安装金属氧化物避雷器前后雷击杆塔与雷击输电线路的耐雷水平;分析了接地电阻、线路挡距等对线路耐雷水平的影响,并用电气几何模型分析了导线雷电绕击。     

丘陵地区35kV架空线路防雷分析

丘陵地区雷电活动频繁,对35 kV架空线路的安全运行危害极大。为提高耐雷水平,在分析线路防雷性能后提出了降低杆塔接地电阻、提高线路绝缘、特殊地段增设架空避雷线、安装线路避雷器、架设耦合地线等多种防雷措施。对比雷害严重的35 kV线路综合防雷措施改造前后,结果表明,丘陵地区35 kV架空线路的综合防雷措施改造能大辐度减少雷害事故。     

特高压直流架空输电线路雷击仿真研究

特高压直流架空输电线路的防雷对系统的安全运行极为重要.本文运用ATP-EMTP建立特高压输电线路、杆塔、绝缘子串的伏秒特性等计算模型,对特高压直流输电线路三种形式的雷击过电压仿真计算.得出绕击的耐雷水平比雷击塔顶、雷击档距中央避雷线要低.并与500 kV直流输电线路的绕击耐雷水平相比较,提出应关注绕击的小雷电流有入侵换流站的可能性以及对设备绝缘存在的威胁.     

避雷器提高10kV架空绝缘线路耐雷性能研究

采用电磁暂态计算软件(EMTP)建立仿真计算模型,比较、分析了线路避雷器不同安装方案对线路耐雷水平的改善效果,分析了杆塔冲击接地电阻及雷击导线位置对耐雷水平的影响;采用Chowdhuri-Gross模型计算感应过电压水平,分析了避雷器对感应过电压的抑制效果。结果显示:装设线路避雷器能够有效提高线路耐雷水平,抑制感应过电压;通过降低杆塔冲击接地电阻、安装线路避雷器、安装穿刺型防弧金具能够有效降低10 kV架空绝缘线路雷击跳闸及断线率。     

杆塔冲击接地阻抗的有限元分析

电力系统的运行经验表明,大多数输电线路事故是由雷击输电线路或杆塔引起跳闸所致。经由输电线路杆塔接地体流入大地的雷电流可达数十甚至上百千安,此时接地体周围土壤出现非线性火花放电现象。为了提高输电线路耐雷水平,降低雷击故障率,考虑实际工况下土壤非线性火花放电效应进行杆塔接地体参数计算对降低杆塔接地电阻的优化设计至关重要。文中基于电磁场理论,考虑土壤中的火花效应特性,采用有限元数值计算方法建立了仿真模型,实现了高幅值冲击接地电流下接地体入地散流过程的模拟。研究表明,该仿真模型与试验结果偏差小于10%;随着雷电流幅值的升高,冲击接地阻抗降低且有饱和趋势;接地体阻抗随雷电流频率增大而增大。     

炎陵地区10 kV架空线路防雷仿真分析与改进

山区配电线路运行易受雷击影响。炎陵地区86.9%为山地,近年该地区雷电活动频繁,使得10 kV架空线路故障概率大幅提升,因此以10 kV架空线路月霞线为例,建立ATP线路仿真模型,研究避雷线、避雷器、接地电阻对架空线路耐雷水平的影响,并提出提升线路耐雷水平的具体措施。     

基于ATP-EMTP对配电网雷击过电压的仿真研究

阐述了雷电流模型、配电网各元件计算模型、绝缘子串闪络机理,采用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP 建立仿真计算模型,比较分析杆塔冲击接地电阻对线路耐雷水平的影响,以及线路避雷器不同安装方案对线路耐雷水平的改善效果。仿真计算结果表明：雷击过电压容易导致绝缘子闪络,通过安装线路避雷器、降低杆塔接地电阻有效地提高了10 kV配电线路耐雷水平,改善了线路耐受过电压的能力。     

输电线路杆塔对雷电流监测结果的影响

在输电线路上实际测量雷电是进一步了解雷电流各种参数的有效手段,但实际测量到的结果是受被击物体影响后的雷电流。为了通过测量结果得到雷电流的原始波形,在输电线路杆塔模型中考虑了雷电波在杆塔传播过程中的衰减、畸变以及杆塔冲击接地电阻等因素,采用电磁暂态分析程序PSCAD对两种不同的输电杆塔进行了仿真计算,并对是否装设避雷线的情况进行了比较分析。结果表明避雷线对于雷电波的传播有很明显的影响,雷击输电线路杆塔时塔顶和塔底的雷电流波形有显著的区别,塔底电流随着杆塔的增高而变大。     

混压输电线路耐雷性能研究

同塔混压输电在增大输电容量、节约线路走廊资源和减少建设成本方面具有巨大优越性和发展前景。近年来对于特高压与超高压同塔混合输电开展的前期研究发现,多回输电线路之间存在电磁耦合,影响输电线路的过电压水平。因此需对超、特高压混压输电线路的耐雷水平进行重新评估,以确保输电安全。文中以单回±800 kV与双回500 kV交直流同塔输电线路为研究对象,应用ATP-EMTP软件搭建线路分布式参数模型,并对雷电流、杆塔、波阻抗等分别建立仿真模型,分析了雷电反击与绕击时架空线路上产生的感应过电压特性。结果表明雷击杆塔时交流线路A相上的过电压值最大,应对该线路加强线路绝缘,并采取降低杆塔接地电阻的措施,可有效降低线路过电压,防止雷击塔顶引起的绝缘闪络。雷电绕击直流线路时,其正极导线过电压值最大。绕击交流线路时A相过电压最大。为通过合理架设避雷线、安装避雷针、增加避雷线的横担长度、减小保护角,以及做好正极导线与A相过电压防护等措施提供理论依据。     

500 kV输电线路绝缘地线雷电流分布

对于重覆冰区域的输电线路来说,地线覆冰会严重威胁到线路的安全运行。采用绝缘地线直流融冰的方式是解决架空地线覆冰问题的方法之一。当输电线路发生雷击事故时,直流融冰采用的绝缘地线与杆塔之间的雷电流分布情况决定了杆塔的塔顶电位,影响着杆塔的耐雷水平与线路防雷接地的保护。利用电磁暂态软件EMTP,对杆塔和绝缘地线中的雷电流分布进行了计算分析。计算结果表明,在500 kV输电线路中,雷电流主要通过杆塔流入大地,雷电流的幅值、杆塔档距、接地电阻的大小、地线结构、直径以及地线接地方式等对绝缘地线和杆塔分流情况有重要的影响。计算结果可为绝缘地线分流系数和杆塔分流系数的研究提供重要的参考价值,并有利于指导输电线路的优化设计。