500 kV同塔四回输电线路雷电反击特性研究

500 kV同塔四回输电线路电压等级高、杆塔高、回路多,易发生雷电事故。以虞城换流站-玉山500 kV同塔四回输电线路中的主力杆塔SSZ直线塔为实例,分析了500 kV同塔四回输电线路的雷电反击特性。研究表明,随着雷电流幅值的增大,线路第一回、第四回、第六回线路相继发生闪络;随着杆塔呼高和杆塔冲击接地电阻的增大,反击耐雷水平快速降低,反击跳闸率迅速增加;杆塔横担波阻抗对500 kV同塔四回输电线路的反击耐雷水平影响较小。     

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。     

大黔500kV线路同塔双回路设计分析

本文针对贵州首条500kV同塔双回路设计，分析同塔双回与单回路500kV线路的雷击次数、耐雷水平及双回路线路与单回路线路经济性比较，合理地规划500kV线路双回同塔塔型，有利于今后在贵州山区开展更多的500kV同塔双回线路设计。     

±500kV同塔双回直流线路的极性布置

极性的合理布置是实现双回直流线路共塔的重要环节。通过仿真计算,从地面合成电场强度和耐雷水平两方面对±500 kV同塔双回直流线路的4种极性布置方式进行了分析比较,结果表明,所设计的塔型和推荐的极性布置方式是合理的,其地面合成电场强度水平为各方式中最低,且耐雷水平能完全满足线路的安全运行需要。     

±500kV三沪Ⅱ回同塔双回直流输电线路防雷分析

±500kV三沪Ⅱ回直流输电工程是我国首条同塔双回直流输电线路,同塔双回的特殊结构在节约输电线路走廊资源等方面有一定优势,但在防雷安全方面较单回直流输电线路有显著区别,极线布置和空气间隙直接影响到线路耐雷水平。为此,对±500kV三沪Ⅱ回直流输电线路的耐雷水平进行仿真计算,结果表明,线路的反击耐雷水平比较高;各种极线布置方式的反击耐雷水平和绕击耐雷水平存在差异;考虑导线-杆塔空气间隙后,线路的反击耐雷水平和绕击耐雷水平均有所下降,其中反击耐雷水平下降得更明显。对整条线路的雷击跳闸率进行估算,得出双正极在最上方的布置方式跳闸率最低。     

杆塔接地电阻对同塔多回线路防雷性能的影响

杆塔接地电阻是最直接影响杆塔反击耐雷水平和反击跳闸率的因素,为了解杆塔接地电阻在不同杆塔模型下对杆塔反击耐雷水平的影响以及接地电阻对同塔多回线路不同回路导线耐雷水平的影响,通过相关模拟计算,分析了不同杆塔模型和不同绝缘子模型下,不同电压等级的输电线路杆塔接地电阻的变化对杆塔反击耐雷水平以及塔顶电位的影响。不同杆塔模型所得杆塔的塔顶电位和耐雷水平有所差异,且随着杆塔接地电阻的增大这一差异会越来越小,当接地电阻增大到一定值时,不同杆塔模型的耐雷水平趋于一致。最后,计算分析了杆塔接地电阻对同塔多回线路各回路导线反击耐雷水平的影响,对于同塔多回线路,各不同回路导线高度不同,杆塔接地电阻对各不同回导线的影响也有所差异,导线越接近地面,耐雷水平受接地电阻的影响越大。降低接地电阻对提高多回线路下层线路耐雷水平有明显作用。     

同塔多回架空输电线路耐雷性能及改善措施

<正>随着电网建设步伐、规模的加快和增大,输电线路走廊资源越来越紧张,在全国各地采用同塔多回线路并架技术,集约化利用土地资源势在必行。同塔多回路布置,致使杆塔高度增加,与同电压等级的单回路相比,避雷线屏蔽性能变差,耐雷水平降低,整体耐雷电性能下降,且存在着双回及以上线路同时闪络跳闸的问题。因此,在多雷地区一带,同塔多回架空线路耐雷性能及其改善措施的研究有着十分重要的意义。1同塔多回线路雷电性能计算原理及应用案例线路绕击计算程序采用电气几何模型(EGM)进行计     

空气间隙放电对于直流输电线路耐雷性能的影响

同塔双回直流输电线路具有节约输电走廊的优点,其空气间隙通常较小,会先于绝缘子闪络,因此同塔双回直流输电线路的耐雷性能较易受到空气间隙放电的影响。通过仿真计算,比较各种线路形式下空气间隙闪络前后输电线路雷电反击、绕击的耐雷性能,结果表明:考虑空气间隙闪络后,线路的绕击/反击耐雷水平均出现一定程度下降,雷击闪络率也随之增加。因此在对直流输电线路耐雷性能进行评估时,必须要考虑空气间隙闪络影响。     

特高压直流与500kV交流线路同塔并架防雷特性研究

介绍了±800 kV特高压直流线路与双回500 kV交流线路同塔并架的主要防雷性能及特点,并分别与单回±800 kV特高压直流线路,以及双回500 kV双回交流线路同塔并架的防雷性能进行对比分析,指出,同等条件下,交直流同塔并架线路特高压直流线路的反击耐雷水平比单回±800 kV线路更高,与500 kV交流同塔双回线路相比,水平相当。与单回±800 kV直流线路相比由于地线保护角更小,绕击耐雷水平更高,基本不会发生绕击闪路。与500 kV交流同塔双回线路相比,绕击耐雷水平略低。为国内外尚未出现的±800 kV特高压直流线路与双回500 kV交流线路同塔并架的实践提供技术参考。     

1000kV/500kV同塔混压四回输电线路反击耐雷性能

在线路走廊比较紧张的东部地区,特高压电网考虑架设同塔混压多回输电线路,开展特高压同塔混压线路反击耐雷性能研究具有重要的意义。采用统计法计同时考虑工作电压的影响,在电磁暂态程序(PSCAD/EMT-DC)中建立了1000kV/500kV同塔混压四回输电线路反击耐雷性能仿真模型。和常规线路对比,得出了特高压同塔混压线路反击耐雷性能的特点。针对其特点,分析了500kV上层横担外侧导线和一侧导线绝缘水平及500kV相序排列对线路反击耐雷性能的影响。结果表明:随着外侧导线绝缘水平的增强,500kV线路的单、双回反击跳闸率降低;随着横担一侧导线绝缘水平的增强,500kV线路的双回反击跳闸率降低;当外侧导线为异名相导线时,500kV线路的单回反击跳闸率较高,双回反击跳闸率较低。为了改善500kV线路的反击耐雷性能,可以增强外侧导线的绝缘水平,为了改善500kV线路的双回反击耐雷性能,可以增强横担一侧导线的绝缘水平,采用不平衡绝缘,外侧导线应采用异名相导线。     

高海拔景观塔耐雷性能分析及提升措施研究

本文开展了高海拔景观塔耐雷性能的分析,为制定针对性的高海拔景观塔耐雷性能提升措施提供可靠依据。分别建立了雷电流波模型、输电线路模型、景观塔多波阻抗模型、绝缘子串先导发展闪络模型,基于ATP-EMTP中的仿真计算分析了海拔高度、杆塔接地电阻、杆塔呼高、避雷器设置等对景观塔反击耐雷水平的影响,研究了景观塔的绕击防雷性能,在此基础上提出了针对性的景观塔反击耐雷水平提升措施,并与典型酒杯型杆塔的耐雷性能进行了比较。本文为高海拔地区景观塔防雷方案设计提供了参考。     

特高压直流输电山区线路Z型杆塔与T型杆塔的比较

我国特高压直流输电工程途经大量山地,雷电活动频繁,而常规T型塔在山区的绕击跳闸率较高,为此针对溪洛渡—浙西特高压直流输电山区线路设计了一种新型杆塔(Z型塔)。针对Z型塔,对比T型塔,采用改进电气几何模型与ATP-EMTP软件,计算分析了反击、绕击耐雷性能及其影响因素,同时采用CDEGS软件结合公式法对Z型塔的电磁环境做了评估。结果表明:Z型塔的反击耐雷水平很高,绕击耐雷性能明显优于T型塔,因此Z型塔的整体防雷性能明显优于T型塔。在呼称高最小时Z型塔各项电磁环境参数均达标,且均优于T型塔。可见Z型塔更适合在山区使用。     

山区220 kV新型错层横担直线塔防雷性能研究

针对山区地形坡度影响输电线路杆塔防雷性能的问题,为降低山区输电线路的雷击跳闸率,设计了一种220 kV新型错层横担直线塔。分析了错层横担直线塔在不同坡度条件下的防雷性能,确定了错层横担杆塔在山区地形的可行性,建立了新型错层结构杆塔的多波阻抗模型及其接地体等效电路模型。基于PSCAD软件搭建了错层横担杆塔的整体模型,仿真计算出了杆塔的反击跳闸率;建立了适用于新型错层杆塔求解绕击跳闸率的电气几何模型,并推导了求解的计算公式;分析比较了错层横担杆塔在几种坡度条件下的雷击跳闸率的数据结果。通过常规杆塔和错层杆塔的雷击跳闸率对比发现,错层横担结构有效地提高了杆塔的耐雷水平。研究结论可为山区错层横担杆塔输电线路防雷设计、防雷改造以及线路运行和维护提供参考。     

1 000 kV大跨越直线塔防雷间隙取值及优化

为评估1000kV交流特高压大跨越线路的耐雷性能,首先依据设计规范要求,计算了直线塔雷电过电压间隙取值,随后利用ATP-EMTP建立仿真模型,研究了大跨越线路的反击及绕击耐雷水平和雷击跳闸率,最后分析了线路避雷器对耐雷性能的影响。研究结果表明：直线塔下相安装避雷器,可显著提高大跨越线路的耐雷性能,使雷击跳闸率降低66%;安装避雷器后,上、中相雷电过电压间隙可减小1.5m,此时雷击无故障时间为99年,这有利于降低塔高、节省塔材。     

改进复合材料杆塔多波阻抗模型及其仿真计算

针对目前复合材料杆塔耐雷性能仿真分析中多采用传统多波阻抗模型,雷击过电压仿真计算结果偏大的情况,考虑导线对地电容影响,提出了改进的多波阻抗模型,根据110 kV复合材料杆塔结构与接地方式,计算各部分波阻抗;建立复合杆塔三维模型,利用有限元法计算导线对地等效电容;利用改进多波阻抗模型计算分析不同塔型、不同接地引下线方式的复合材料杆塔耐雷特性,并与传统模型计算结果进行对比。结果表明,考虑电容时杆塔上的过电压下降了38%,更接近实际值;采用沿线路方向内侧竖直悬垂接地引下的方式可使复合材料杆塔的耐雷水平最大化。     

适用于高土壤电阻率地区的220/110kV输电线路塔型研究

雷电故障是220/110 kV高压输电线路的主要故障型式,特别在高土壤电阻率地区体现为雷电反击故障。结合国家电网公司提出的输电线路典型设计思想,分析了高压输电线路的5种典型塔型结构,认为酒杯塔和猫头塔是承受线路反击故障的主体。选择220 kV同高度的典型酒杯塔和猫头塔建立仿真模型,采用ATP/EMTP的标准反击计算方法进行耐雷水平和反击跳闸率的计算。结果表明,在取冲击接地电阻为25Ω条件下,酒杯塔的反击耐雷性能稍好于同等参数的猫头塔。     

雷击高压直流线路杆塔仿真研究

雷击高压直流线路杆塔时,由于预先存在的直流工作电压对杆塔间隙的电气强度可能带来较大的影响,因此线路的耐雷性能与交流情况的不同.作者建立了雷击直流线路杆塔时的线路模型、杆塔模型、闪络判据等,采用仿真软件PSCAD/EMTDC对雷击直流线路杆塔的过电压和闪络进行了仿真分析,讨论了各种运行方式下直流工作电压对线路耐雷性能的影响.仿真分析结果表明: 500kV单极-金属回线运行与双极±500kV运行时,正极线的耐雷水平基本相同,负极线的耐雷水平远高于正极线;-500kV单极-金属回线运行时线路的耐雷水平最高.     

影响杆塔接地电阻的因素分析及对策

降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平、减少线路雷击跳闸率的主要措施。对输电线路杆塔接地装置接地电阻偏高的原因进行了探讨和研究,提出了降低输电线路杆塔接地电阻的措施,明确了接地装置运行维护重点。     

750kV单回和同杆双回输电线路反击耐雷性能

利用ATP-EMTP仿真程序对单回和同塔双回750 kV输电线路典型杆塔的反击耐雷性能及其影响因素进行了仿真计算研究。研究中杆塔采用了多波阻抗模型,考虑了雷电波在杆塔中的传播速度、杆塔呼称高度及杆塔接地电阻等因素的影响,采用统计法确定750 kV超高压线路的反击耐雷性能。研究结果表明:杆塔中的传播速度影响不可忽略;随着杆塔高度的降低,冲击接地电阻的减小,线路反击性能增强;导线排列方式和档距的变化,对线路反击性能影响很小;对于ZB329和ZGU315型杆塔,仅其单回反击跳闸率都会高于预期雷击跳闸率,因此在建设750 kV输电线路时,需要认真计算研究输电线路的反击耐雷性能。     

1000kV交流同塔双回线路伞形塔与鼓型塔比较

为对特高压交流输电线路建设提供技术基础,比较了劈腿式伞形塔和收腰式伞形塔的区别,指出后者防雷性能好、杆塔质量小、工频场强稍小,收腰式伞形塔的性能优于劈腿式伞形塔。选择采用劈腿式伞形塔,还是收腰式伞形塔,与导线水平位移距离的要求值大小有关。特高压交流同塔双回线路导线之间的垂直距离达21 m,从脱冰跳跃的计算和试验结果论证了特高压交流同塔双回线路导线间不需要特别提出水平位移距离要求,收腰式伞形塔可以满足脱冰跳跃要求。双回线路的中相导线是同名相,中相导线之间的距离稍有差异,对电磁环境影响很小。通过线路的计算表明,特高压同塔双回收腰式伞形塔线路可以满足电磁环境标准要求,与鼓型塔的基本相同。在防雷性能上收腰式伞形塔明显优于鼓型塔。建议我国特高压交流同塔双回线路宜选择收腰式伞形塔。