交流35kV输电线路反击耐雷性能分析

35kV线路大多采用中性点不接地的方式运行,且全线不架设避雷线,用传统的规程法难以对其耐雷特性进行研究。因此,依据规程法的基本理论推导了其反击耐雷性能的计算方法,同时结合ATP-EMTP仿真程序,对35kV线路典型的两种杆塔的反击耐雷性能进行了分析研究。结果表明:随着杆塔冲击接地电阻的减小,绝缘子片数的增加,杆塔高度的降低,线路的反击跳闸率降低。     

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。     

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。     

不平衡绝缘在220 kV和110 kV同塔双回线路中的应用

应用电磁暂态仿真计算EMTP程序,对在同塔双回线路中采用不平衡绝缘时,可将两相闪络有效锁定在低绝缘侧的最低不平衡度进行了分析,并提供了相应的绝缘配置方案.当线路采用平衡绝缘或绝缘的不平衡度较小时,雷击导致的两相闪络通常发生在两回线路中,即一回各有一相闪络;而随着两回线路绝缘水平差距的拉大,两相闪络将逐渐向低绝缘侧集中.利用该原理,通过保证两回线路之间足够的绝缘水平差距可将两相闪络锁定在绝缘水平较低的一回中,即实现以一回三相跳闸为代价来避免严重的双回同跳事故,从而提高线路的双回耐雷水平.计算结果显示,当220 kV和110 kV同塔双回线路的绝缘不平衡度达30％左右,或分别相差4片和3片绝缘子时,不平衡绝缘可较好地起到锁定两相闪络的效果.并且,该方案的防同跳效果在采用各种导线相序布置方式的双回线路上均稳定可靠,因而可有效地避免同塔双回输电线路发生雷击同跳事故.     

对架空输电线路雷击跳阐率的评估及考核

架空输电线路雷击跳闸率是全面了解线路运行可靠性的一项重要指标。对已投运的线路，通过实际的雷击跳闸次数及线路长度，折算出雷击跳闸率；对规划、设计中的线路，需有效、可信的计算方法对雷击跳闸率实施评估．而雷击跳闸率的考核应客观、合理地建立在跳闸率数值基础上。结合线路雷击跳闸的实际状况，围绕上述问题进行分析，期望为架空线路防雷的设计、运行和维护提供参考和帮助。     

采用差绝缘方式降低110kV同塔双回线同跳几率

同塔双回输电线路若发生雷击,由于两回线路耐雷水平相当,较易发生同时闪络跳闸事故。为减少输电线路同时跳闸的概率,以某条110 kV输电线路为例,提出采用差绝缘的方法,降低输电线路双回跳闸率,同时考察了不同因素对雷击跳闸率的影响。结果表明：采用一回绝缘强度不变,另一回增加3片绝缘子的差绝缘方式,可将双回跳闸率降低至总跳闸率的12%以下。同时,减小地面倾斜角和避雷线保护角、采取合理的相序排列、减小接地电阻值都可以在一定程度上减小雷击跳闸率。     

云广特高压直流输电线路反击耐雷性能

云广特高压直流输电线路将途经雷电活动强烈的区域,研究其反击耐雷性能对线路防雷设计有重要的意义,为此用ATP-EMTP软件建立了特高压直流输电线路反击耐雷性能数字仿真模型,它包括输电线路杆塔的多波阻抗模型、绝缘子的先导发展闪络模型和杆塔接地阻抗非线性模型。利用所建立的反击模型计算了云广特高压直流输电线路的反击耐雷性能。结果表明,特高压直流输电线路的反击耐雷水平较高,线路发生反击闪络的事故概率较低;随着杆塔高度的降低,接地阻抗的减小,线路绝缘水平的增强,云广±800kV特高压输电线路反击耐雷性能增强。     

A New Method to Determine Incremental Costs of Transmission Lightning Protection Systems

Abstract

This paper investigates the relationship between the cost associated to lightning protection systems (LPS) and the back-flashover rate (BFR) in high voltage transmission lines. The fundamental research question raised is how to determine the incremental cost of the mitigation measures associated to a prescribed back flashover rate. The interaction of tower supplemental grounding and tower insulation design is analyzed satisfying a given reliability level at minimum overall investment cost. A new optimization model relating back flashover phenomena to expenditure in LPS is presented expressly accounting the dynamic behavior of the tower footings being suitable to be applied using any existing BFR evaluation methodology. To illustrate the method, practical study case based on the step-by-step Anderson-EPRI method is presented. Despite the EPRI method has limitations, its simplicity is useful to illustrate the calculation of incremental cost curves of LPS without resorting to simulation software. Researchers are encouraged to apply the method using other BFR evaluation methodologies.     

Characteristics of lightning surges observed at 77 kV substations

In order to improve power supply reliability, it is necessary to prevent lightning faults in transmission lines and substation apparatus. However, faults are caused occasionally in lower-voltage power systems, particularly at the 77 kV level. The governing factor for insulation strength of substation apparatus is the lightning impulse voltage, and it is necessary to know the voltage level and distribution in a substation caused by lightning surges in order to investigate rational insulation coordination. For this purpose, the authors measured lightning surges at two 77 kV conventional substations from 1990 to 1993. In this paper, the characteristics of induced lightning surges and back flashover lightning surges are described. Comparisons of related surge voltages at two substations, the power line phases in grounding faults, and the equivalent capacitance of the substations are also discussed.