交流1000kV同塔双回输电线路反击耐雷性能分析

架设同塔双回输电线路可有效解决线路走廊紧张的问题,而雷击是危及线路安全运行的主要原因。基于ATP-EMTP对1000 kV同塔双回输电线路反击耐雷性能进行仿真计算和分析时,考虑更接近现场实际的多波阻抗杆塔模型,利用在频域中用有理函数近似处理和的J.Marti线路模型,同时用非线性电感模型替代单值电感进行先导闪络模型的仿真研究,考虑了前驱电流的同时避开了参数的预计算,提高了计算精度,利用统计法计算分析了冲击接地电阻、杆塔高度和工频电压因素对反击耐雷水平和跳闸率的影响。研究结果表明:随着接地阻抗的减小,杆塔高度的降低,线路反击耐雷水平提高,反击跳闸率降低;同时工频电压对线路耐雷水平有很大的影响,应予以考虑。     

线路型避雷器在110kV玄石线的应用研究

以泸州110 kV玄石线为例,介绍了如何最大限度提高输电线路耐雷水平的方法:一分析线路的杆塔参数和地势,找出需要进行重点防护的地区;二通过理论分析和电磁暂态仿真,比较不同避雷器安装方式的防雷效果。分析了冲击接地电阻对耐雷水平的影响以及线路避雷器吸收的雷电放电能量,确定了线路型避雷器的参数要求。对玄石线110kV输电线路耐雷水平进行仿真计算,易击杆塔的耐雷水平可从76kA提高到410kA。因此,在特定区段合理安装线路型避雷器,大大提高了输电线路的耐雷水平。     

冲击接地电阻模型对输电线路耐雷水平的比较研究

对规程法冲击接地电阻模型、火花效应接地电阻模型以及暂态接地电阻模型等三种不同的接地模型进行了分析。结合220 kV双回输电线路,在ATP/EMTP中建立了相应的输电线路耐雷水平模型。在该耐雷模型中,使用无损多波阻抗模拟输电线路杆塔,同时考虑了工频电压对耐雷水平的影响。分别在工频电压初相角为0°、60°、120°、180°、240°以及300°等6种情况下计算了模型的反击和绕击耐雷水平。仿真结果表明:在相同的条件下,反击耐雷水平从高到低依次为火花效应模型、规程法模型、暂态电阻特性模型,而这三种接地模型下的线路绕击耐雷水平一样。随着电源初相角的改变,输电线路耐雷水平也随之发生相应改变。     

220kV复合绝缘材料横担防雷性能研究

运用电磁暂态软件ATP-EMTP建立220kV复合材料横担输电线路模型,分析对比了复合横担输电杆塔和酒杯塔A、B、C三相临界反击闪络雷电流的大小,并分析了不同冲击接地电阻、不同工频相角下复合材料横担塔反击、绕击耐雷水平以及最大绕击电流,验证复合材料输电杆塔耐雷性能优于常规酒杯塔,为复合横担的结构设计与优化提供参考。     

提高35kV架空输电线路反击耐雷水平的仿真优化分析

以山西某煤矿35 kV架空线路为实际背景,利用ATP-EMTP仿真软件计算雷击杆塔情况下线路系统的反击耐雷水平。结果表明:对于线路处于易击段的杆塔,在特定的冲击接地电阻值下,在杆塔的不同相加装线路避雷器,系统的反击耐雷水平具有很大差异。对于该类型的线路杆塔,需要结合实际情况选取合理方案,这样既可以使线路系统反击耐雷水平达到预期效果,又能够给防雷施工节省开支、带来便捷。仿真计算结果对35 kV线路防雷设计、改造提供了参考依据。     

计及工频电压时雷击输电线路塔顶的耐雷水平研究

耐雷水平是输电线路防雷水平的一个重要性能指标,直接影响着电力系统的可靠性和安全性。利用规程法,分析计算了在110kV～500kV各电压等级线路中运行电压对雷击输电线路塔顶耐雷水平的影响。结果表明,随着电压等级的提高,线路运行中的工频电压对雷击输电线路塔顶耐雷水平的影响是逐渐增大的,因此在超高压和特高压线路的设计过程中,必须计及工频电压的影响。     

基于ATP-EMTP的交直流同塔多回输电线路耐雷性能分析

电网规模的扩大,已面临着输电线路走廊资源以及基础设施造价高的问题。近年来提出的交直流线路同塔多回架设的输电方式,成为了一种节约资源的选择。然而这种同塔混合多回输电线路的耐雷特性尚需进一步研究以确保输电安全。基于电磁暂态仿真软件ATP-EMTP,搭建了±800 kV/500 kV交直流同塔多回输电线路的仿真模型,分析在不同接地电阻以及杆塔高度情况下的反击耐雷水平,与单独架设的±800 kV直流线路以及500 kV交流线路进行对比;采用改进EGM和EMTP相结合,计算了交直流同塔多回输电线路的绕击跳闸率,根据仿真计算结果,提出了提高交直流同塔多回输电线路的耐雷水平的措施;降低接地电阻或者降低杆塔高度都能提高线路的反击耐雷水平; 500 kV上层外侧导线的绕击跳闸率最高,建议针对此条线路加强绝缘。     

时变接地电阻对输电线路耐雷水平的影响分析

冲击电流作用下,输电线路杆塔接地装置接地电阻呈现非线性时变特性,考虑接地电阻时变性对架空输电线路雷击暂态过电压及线路耐雷水平的影响是进行准确的输电线路防雷设计并提升其耐雷水平的基础。基于电磁暂态软件PSCAD建立了考虑时变接地电阻的220 k V同塔双回输电线路模型,分析了时变接地电阻对杆塔各处暂态过电压及输电线路耐雷水平的影响;并在此模型中添加"疏导型"防雷装置-并联间隙,分别计算考虑与不考虑时变接地电阻时并联间隙对输电线路耐雷水平的影响。结果表明:接地电阻大于20Ω时,定值接地电阻和时变接地电阻下输电线路耐雷性能及并联间隙安装方式相差较大。高土壤电阻率地区输电线路防雷设计应考虑接地电阻的时变性对输电线路耐雷性能的影响。     

220kV同塔双回输电线路避雷器防护配置研究

同塔双回输电技术应用广泛,但其防雷性能有别于传统单回线路,因此需要详细研究同塔双回输电线路避雷器防护配置及其影响因素。利用EMTP软件建立220kV同塔双回输电线路模型,分析发生雷击反击时,不同避雷器配置方式下的线路耐雷水平。讨论杆塔接地电阻、线路工频电压相位角对避雷器防护效果的影响,最后计算不同配置方式下避雷器与绝缘子串防止发生侧向闪络的最小安全间距。分析结果表明:安装避雷器对于提升线路耐雷水平效果是明显的,避雷器安装数量越多,耐雷水平提升越高。4支避雷器配置方式下,推荐安装方式为一侧3相与另一侧上相;5支配置方式下,推荐安装方式为一侧3相与另一侧上相、中相。线路耐雷水平随着杆塔接地电阻的增加而明显降低。线路耐雷水平受工频电压相位角影响,但受影响程度不大。避雷器与绝缘子串最小安全间距随着避雷器安装数量的增加而减小,随杆塔接地电阻的增大而增加。需要尽可能保持降低杆塔接地电阻来确保线路避雷器防护效果。     

耦合地线架设方式对220kV同塔双回输电线路反击防雷效果的研究

架设耦合地线是一种有效降低线路反击跳闸率的防雷措施。本文选取了典型的220 kV同塔双回线路杆塔结构,利用ATP软件建立了输电线路建立了输电线路Jmarti模型和绝缘子先导闪络判据模块,研究不同杆塔接地电阻下耦合地线的不同配置方案时同塔双回输电线路单回及双回闪络耐雷水平,为同塔双回输电线路的前期设计和后期运维改造提供参考和依据。     

杆塔基础外敷螺旋接地装置的冲击散流优化研究及其应用

为有效降低高压输电线路杆塔接地装置的雷电冲击接地电阻，本研究充分利用杆塔基础的垂直空间，采用一种螺旋状接地装置沿杆塔基桩表面敷设直至基桩底部，在更大限度散泄冲击电流的同时降低水平外延射线的铺设难度。研究了冲击接地电阻的原理及其在CDEGS软件仿真计算中的实现方法，并对计算方法进行了可靠性验证。建立考虑雷电流冲击下的土壤非线性电离的接地模型，研究不同雷电流幅值、土壤电阻率下螺旋接地装置的冲击特性，从而进行螺旋结构的优化选择；以110 kV输电杆塔典型四角放射型接地网为原型，对比计算双层土壤下杆塔基础外敷螺旋装置前后所需外延射线的长度，分析杆塔基础外敷螺旋接地装置的应用效果，为螺旋接地装置的推广使用提供理论基础以及方法参考。     

3种防雷技术在确保反击耐雷水平时的配合应用方法

高土壤电阻率地区输电杆塔接地降阻困难,采用其他防雷措施与降阻措施配合使用,以确保输电线路的反击耐雷水平,可取得更好的技术经济效益。采用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP搭建输电线路雷电过电压仿真模型,分别研究110 kV、220 kV和500 kV输电线路降低接地电阻、增加绝缘子片数以及加装线路避雷器对其反击耐雷水平的影响。结果表明,接地电阻允许值从20Ω放宽至25Ω时,线路的绝缘子片数仅需增加1片即可达到接地电阻值为20Ω时的耐雷水平;在线路两边相同时安装线路避雷器时,110 kV、220 kV和500 kV输电线路的反击耐雷水平分别提升了59.15%、63.1%、95.8%。通过经济比较,认为4 000Ω·m的高土壤电阻率地区降阻方案具有较差经济效益,放宽接地电阻并在加装两边相避雷器的方案具有较好的综合技术经济效益。所得结果,可为降低高土壤电阻率地区输电杆塔设计、施工成本提供方法指导。     

110kV架空线路避雷器安装方式仿真研究

简单介绍了110 kV输电线路的防雷措施,重点应用PSCAD软件进行仿真建模,模拟雷击杆塔情况,分析研究易击杆塔及附近多基连续杆塔线路避雷器的安装位置对线路耐雷水平、绝缘子串闪络相以及导线中雷电冲击过电压的影响。仿真结果表明,不同的线路避雷器安装方式下,线路的耐雷水平提升变化不尽相同;高于线路最高耐雷水平10%的雷电流造成的绝缘子发生闪络的杆塔和相别有所不同;低于线路最低耐雷水平10%的雷电流造成导线中的雷电冲击过电压峰值和衰减速度均有所不同。结合线路避雷器造价高、工程量大以及实用性,在实际应用中对于110 kV上字型杆塔建议采用两边相安装线路避雷器来提高其防雷效果。     

雷电冲击下杆塔接地阻抗特性研究

降低杆塔冲击接地阻抗是提高输电线路耐雷水平、降低雷击跳闸率的重要措施之一。目前采用的工频接地电阻乘以冲击系数得到冲击接地阻抗的方法与实际工况存在差异,随着接地体尺寸、埋设方式、土壤分布和雷电流参数变化,这种差异越来越大,因此研究杆塔接地体在雷电流下的冲击特性具有重要的意义。基于电路理论的方法,采用ATP-EMTP软件,考虑雷电流的高频特性和高幅值特性,建立了对杆塔接地体的细化仿真模型,模拟电感效应和火花效应的实际效果,并利用该模型对雷电冲击下杆塔接地阻抗特性进行研究。     

配电线路带外串联间隙避雷器的防雷效果分析

首先介绍了带外串联间隙避雷器(EGLA)的结构及其工作原理。应用电磁暂态计算程序ATP-EMTP建立了典型10 kV配电线路的耐雷水平仿真计算模型,对线路直击雷、感应雷耐雷水平以及安装EGLA的改善效果进行分析计算。比较了EGLA不同配置方案下,线路雷击导线、雷击杆塔以及雷击附近物体引起的感应雷耐雷水平的差异;分析了雷击时EGLA串联间隙、避雷器本体(SVU)以及绝缘子之间配合的电压特征;并对EGLA防雷效果的影响因素进行分析。计算结果表明,提高EGLA配置数量﹑减小杆塔冲击接地电阻可有效提高EGLA在配网线路中的防雷效果。     

考虑工作电压的66 kV同塔双回线路雷击闪络因素研究

同塔双回输电线路多相故障会严重威胁电网的安全稳定运行,雷击杆塔具有随机性,不同雷击时刻工作电压的变化对线路耐雷性能有很大影响。选择66 kV某线路作为研究对象,结合该线路的具体参数,利用电力系统电磁暂态计算程序(ATP-EMTP)进行仿真计算。分析杆塔高度、接地电阻、工作电压中相角和导线相序排列方式等因素对雷击杆塔时闪络雷电流大小以及闪络相的影响,其中同相序排列耐雷性能最差应尽量避免。综合比较出耐雷性能最优的情况,为工程实际中66 kV线路差异化防雷提供理论依据。     

10kV配电线路杆塔接地电阻对耐雷水平影响研究

由于配电线路杆塔基数众多,且线路等级较低,长期的"重主网轻配网"思想使得配电线路杆塔接地电阻问题没有引起足够的重视。本文基于10 kV配电线路钢筋混凝土电杆接地电阻的实际考察与现场测量,并从混凝土在干燥和吸湿两种情况下其电阻率的表现,以及钢筋混凝土杆塔抱箍是否与内部钢筋相连等方面分析了其对杆塔接地电阻的影响。本文通过电磁暂态软件PSCAD建立了相关输电线路模型,分析了不同接地电阻对输电线路耐雷水平的影响,若接地电阻较大,雷击时避雷器通流容量将超过其设计通流值,说明了配电线路杆塔接地装置对其雷电防护性能的重要性。     

采用避雷器后输电线路仿真模型的建立及应用现状

为了评价输电线路的防雷性能,准确地对杆塔、避雷器、雷电流和输电线路等电力元件进行等效是非常重要的。杆塔模型在工程中宜采用电感模型,在超高压系统、杆塔高度超过40m时,宜采用多波阻抗模型;避雷器使用IEEE推荐的频率相关模型;雷电流宜选用简单方便的双指数函数模型;输电线路选用Jmarti模型。总结了杆塔接地电阻、避雷器安装方式和线路档距对线路耐雷水平的影响,试验表明,采用避雷器和降低杆塔的冲击接地电阻,输电线路的耐雷水平明显提高。     

35kV双回线路管型复合材料杆塔雷电防护研究

为了进一步利用复合材料杆塔本身结构特点,有效提高杆塔雷电性能,需设计合理的雷电防护方案。针对35 kV双回线路管型复合材料杆塔,提出了两种横担组合方式。根据该结构复合材料杆塔特点,从结构实现容易程度上分析,提出在多雷区采用架设地线,并采取杆塔线路内侧竖直接地引下方式的防雷方案。在两种横担组合方式下,对复合材料真型塔头进行雷电、操作冲击放电试验,确定了不同工况下接地引下线离塔身合适距离,以及杆塔雷电冲击绝缘强度。通过计算分析,获得35 kV双回线路管型复合材料杆塔防雷性能,与同电压等级一般铁塔防雷性能相比,复合材料杆塔雷电冲击绝缘强度提高了近1.67倍,在其他设计参数相同条件下,杆塔的耐雷水平提高了149%,雷击闪络跳闸率降低了78%。     

基于改进电气几何模型的某500kV山区输电线路差异化防雷改造

雷电是造成高压输电线路故障的重要原因,为确保输电线路的安全可靠运行,准确评估线路耐雷性能具有实际意义。从绕击计算模型等方面出发,综合考虑地面倾角、雷电入射角等影响,采用了改进的电气几何模型来进行防雷评估计算。并对500 kV山区输电线路进行差异化防雷改造,首先统计该输电线路的雷电、地形地貌、杆塔等参数,基于改进的电气几何模型逐基杆塔计算绕击跳闸率,评估雷害风险等级及耐雷性能,根据评估结果有针对性的选择防雷措施进行防雷改造,为保证供电的安全可靠,提高防雷改造的经济性奠定了基础。