特高压直流同塔混压输电线路绕击耐雷性能研究

特高压直流同塔混压输电线路可有效解决日益增长的电力需求和输电走廊资源紧缺的矛盾,准确评估其绕击耐雷性能,对线路设计和施工具有重要参考价值。基于电气几何模型计算绕击跳闸率,考虑了导地线、大地的相互屏蔽效应、地面倾角、雷电入射角和工作电压等因素的影响,并通过算例进行了分析验证,研究了特高压直流同塔混压输电线路的绕击耐雷性能及其影响因素。同时应用该模型对800 kV直流单回线路和500 kV直流同塔双回线路的绕击耐雷性能进行了研究对比,得出了特高压直流同塔混压输电线路绕击耐雷性能的特点。结果表明:500 kV线路的绕击耐雷性能优于800 kV线路;特高压直流同塔混压输电线路绕击耐雷性能与800 kV直流单回输电线路绕击耐雷性能近似相同,但比500 kV直流同塔双回输电线路绕击耐雷性能差。     

±400kV柴拉直流线路雷害风险评估及治理策略研究

基于线路自身参数、海量雷电监测数据及高精度地形地貌参数,综合改进后的电气几何模型及ATP/EMTP方法,完成±400kV直流输电线路绕、反击跳闸率计算,结合跳闸率指标实现线路雷害风险评估。利用线路坐标、合理划分网格,获取各基杆塔实际地闪密度值;以杆塔为单位挖掘度地形地貌信息,计算获得针对导线侧的地面倾角值;利用改进后的电气几何模型方法,基于线路自身参数搭建ATP/EMTP仿真模型,计算线路最小绕击耐雷水平及反击耐雷水平;结合雷电流入射角及导线侧地面倾角值,获得极I、极II最大绕击耐雷水平;以杆塔实际地闪密度值及绕、反击耐雷水平为基础,计算青海±400kV柴拉直流输电线路杆塔绕击(极I、极II)、反击雷击跳闸率,并结合实际跳闸率指标,实现线路逐基杆塔的雷害风险评估,并根据线路特性提出针对性的治理策略,实现柴拉直流防雷有效治理。     

特高压直流同塔混压输电线路耐雷性能研究

特高压直流同塔混压输电线路可有效解决日益增长的电力需求和输电走廊资源紧缺的矛盾,研究其耐雷性能具有重要意义。基于电磁暂态程序EMTP-ATP,提出了模拟绝缘子闪络过程的相交法绝缘闪络判据,并通过算例进行了分析验证,研究了两种不同塔型的反击耐雷性能及其影响因素。利用改进电气几何模型对不同塔型和不同线路的绕击耐雷性能进行了研究。与±800 kV直流单回线路和±500 kV直流双回线路进行对比,得出了特高压直流同塔混压输电线路反击和绕击耐雷性能的特点。结果表明:500 kV线路是特高压直流同塔混压双回线路的反击薄弱所在,需进行重点防护;而500 kV线路的绕击耐雷性能则优于800 kV线路;与导线一字型布置的杆塔相比,特高压直流同塔混压输电线路推荐采用导线干字型布置的杆塔。     

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。     

基于先导发展模型的±800kV直流输电 线路的雷电屏蔽性能评估

基于先导发展模型,分析了±800 kV输电线路直线塔的雷电屏蔽性能,并研究了工作电压、杆塔高度、地形地貌和线路保护角的影响规律,结果表明,正极性工作电压使得最大绕击电流和绕击率增加,而负极性工作电压使得最大绕击电流和绕击率有所降低,但整体而言,考虑工作电压的线路绕击率高于不考虑工作电压的情况,前者约为后者的两倍;随着线路杆塔高度和保护角的增加,直流线路的雷电绕击跳闸率逐渐增大;大地平面朝着线路侧倾斜,会增强地面的屏蔽效应,使得雷电绕击线路的概率降低。考虑直流输电线路的实际参数,评估了四川省±800 kV锦-苏直流输电线路、±800 kV宾-金直流输电线路和±800 kV复-奉直流输电线路的雷电屏蔽性能,发现了直流输电线路的雷电屏蔽性能的极性效应,并获得了3条直流输电线路的高风险杆塔分布,为线路的防雷改造提供了指导。     

基于先导法的同塔混压输电线路绕击耐雷性能

为准确评估500 k V/220 k V同塔混压四回输电线路的耐雷性能,,采用先导法研究了500 k V/220 k V同塔混压输电线路的绕击耐雷性能。以SZ600直线塔为例,计算了输电线路的绕击跳闸率,分析了杆塔高度、保护角和地面倾角等因素对该线路绕击耐雷性能的影响。仿真结果表明:雷电绕击主要发生在500 k V线路最上方的导线上;杆塔高度增加、地面倾角增大,线路的绕击跳闸率均会增大;随着保护角的减小,500 k V双回路的绕击跳闸率明显减小,220 k V双回路的绕击跳闸率变化不大;发生绕击的最大雷电流幅值随着侧面距离的增大而增大,在某一侧面距离下,只有一定范围内的雷电流幅值能够绕击导线。对线路绕击耐雷性能的改进提出一些建议,为同塔四回线路的设计和架设提供参考。     

直流输电线路防雷侧针防护效果研究

随着电力系统电压等级的不断提高,雷电绕击成为高压及以上输电线路雷击跳闸故障的主要因素,且山区高压输电线路绕击更为严重。防雷电绕击侧针是对高压及以上电压等级输电线路绕击雷防护的改进措施。以某500 kV直流输电线路为例,分析并比较了一基G1型杆塔附近15~30 m范围内安装防绕击侧针前后,线路绕击率及绕击跳闸率的变化情况。基于电气几何模型计算了防绕击侧针对最大绕击雷电流幅值的影响。通过定量分析发现,防绕击侧针安装以后明显降低了高压线路绕击率及跳闸率,且在降低高压输电线路的绕击雷电流幅值同时,起到将绕击雷转变为高压系统可以承受的反击雷的目的。可见安装防绕击侧针作为已投运的高压及以上电压等级输电线路的防雷改造措施,具有较好的实用性。     

单避雷线在输电线路防雷中的应用探讨

通过对110 kV及以上输电线路跳闸事故的统计分析,得出雷击是输电线路跳闸的主要原因。根据雷电活动情况、雷击跳闸情况及国网公司架空输电线路差异化防雷指导意见,对架空输电线路单、双避雷线运行情况进行比较分析,对架空输电线路差异化防雷设计进行了研究,并结合实际提出了有针对性的防雷措施:110 kV线路采用单避雷线时,工程的总体投资可以减少2%~4%;采用单避雷线后,地线支架安装在塔身之上,与双避雷线相比,增强杆塔抗扭性,提高了对冰灾、舞动、大风等突发自然灾害的抵抗力,从而提高了线路的安全性;平原地区,雷电活动偏少,绕击雷极少,雷击跳闸次数较低,开展110 kV架空输电线路单避雷线运行是可行的;对于双回路110 kV线路,导线可以采用"V"形串设计,以减小单避雷线的保护角,降低线路绕击跳闸率。     

降低输电线路雷击跳闸率是采取“疏”还是“堵”

架空输电线路采取降低杆塔接地电阻值可再一定程度上减少雷电反击过电压的危害,提高线路的耐雷水平。但感应雷击、直击和绕击雷则通常与杆塔接地电阻值关系不大,欧美一些国家是大量采用木横担来遏制雷电反击跳闸。架空线路的耐雷水平基本上是随着杆塔接地电阻值的增加而线性减少。     

500kV双回路直线转角塔输电线路的防雷保护分析

针对江苏省的典型500kV双回直线转角塔输电线路,杆塔型号为SZJ1、SZJ2和SZJ16,采用电气几何模型,分析杆塔呼高和绝缘子串偏角对直线转角塔输电线路绕击耐雷性能影响。计算结果表明,随着杆塔的呼高增加,直线转角塔输电线路的绕击跳闸率逐渐增大;随着绝缘子串偏角的增加,SZJ1和SZJ16直线转角塔输电线路的绕击跳闸率逐渐增大,而SZJ2直线转角塔输电线路的绕击跳闸率先降低后增加,在40°左右达到最小值;SZJ1和SZJ16直线转角塔输电线路的绕击跳闸风险降低,SZJ2直线转角塔输电线路的绕击跳闸风险较高。选取江苏省500kV兴斗5294线的56号杆塔(SZJ2型)处输电线路进行仿真计算,结果表明56号杆塔的内侧中相导线最易遭受雷电绕击,绕击跳闸率最高,与实际运行经验比较符合。通过分析减小保护角对SZJ2直线转角塔线路绕击耐雷性能的影响,给出不同高度直线转角塔线路所需采用的保护角推荐值。     

线路避雷器对100O kV交流输电线路耐雷水平的影响分析

为分析线路避雷器对1000kV交流输电线路耐雷水平的影响,用ATP-EMTP软件建立相应的元件仿真模型,并就避雷器安装方式、工频电压和接地电阻对反击与绕击耐雷水平的影响进行仿真分析,分析结果表明：线路避雷器可显著提高1000 kV交流输电线路的耐雷水平,减少雷击跳闸事故。     

云南高海拔地区雷电活动分布规律的研究

为获取云南省的雷电活动规律,结合雷电定位系统2005年—2008年的雷电监测数据,对整个云南省的落雷次数、雷暴日、落雷密度等雷电参数进行统计分析,并对雷电流幅值分布进行拟合。结果表明,采用IEEE推荐的表达式比雷电定位系统测量的雷电流幅值累积概率曲线和概率密度曲线拟合效果比采用我国现行规程中推荐公式要好,规程推荐的雷电流幅值累积概率在大于29 kA时比实际值大,而规程推荐的典型杆塔反击耐雷水平大于41 kA,这使得反击耐雷水平的设计趋于保守。根据电气几何模型的基本原理,对输电线路的绕击跳闸率进行计算,结果表明实际雷电流幅值概率密度计算得到的绕击跳闸率将比规程推荐公式计算值大,当最大绕击雷电流达到80kA时,所有电压等级的绕击跳闸率将是规程计算绕击跳闸率的4倍以上,这与目前高压输电线路雷击跳闸率比设计值偏高的事实基本相符。     

交流输电线路雷击跳闸率计算方法研究

目前对交流架空输电线路雷击跳闸率的计算有多种方法,由于模型不同、初始参数选取不同,计算结果出现较大差异。针对这一问题,以陕西110 kV、330 kV、750 kV高压输电工程中110 kV三角排列、330 kV三角排列、330 kV与750 kV同杆双回架空输电线路为例,分别采用DL/T620—1997"交流电气装置的过电压保护和绝缘配合"推荐的计算方法、EMTP仿真计算法与电气几何模型计算方法对架空输电线路雷电反击和绕击跳闸率进行了计算。同时结合多年实际观测的雷击跳闸数据对计算结果进行了对比分析,为选择合适的计算方法提供参考。     

浅谈山区110kV输电线路雷击跳闸及防雷措施应用策略

据统计,110kV输电线路的平均雷击跳闸率要高于220kV及以上电压等级的输电线路,本文从输电线路雷电反击过电压闪络和绕击过电压闪络的特征及影响因素分析山区输电线路雷击跳闸率偏高的原因,对防雷措施进行了比较分析,提出110kV输电线路的防雷措施应用的策略。     

雷击引起500kV输电线路导地线空气击穿原因分析

雷击是造成输电线路跳闸的重要原因之一,雷击一般引起绝缘子串闪络导致线路跳闸,雷击引起档中导、地线空气间隙击穿导致线路跳闸较为罕见。针对一起500kV同塔双回输电线路雷击跳闸故障,通过建立绕击和反击电磁暂态模型,详细分析了绕击情况下和反击情况下该线路的过电压波过程,得出了雷击架空地线引起导、地线空气间隙击穿是本次故障的主要原因。最后,提出了防止同塔双回输电线路导、地线空气间隙击穿的措施。     

应用线路避雷器提高交流输电线路耐雷水平的研究

对应用线路避雷器提高交流输电线路的耐雷水平进行了分析研究,具体分析了雷电反击和绕击时线路避雷器的防雷效果及接地电阻、交流输电线路挡距等因素对耐雷水平的影响,最后对线路避雷器的雷击保护范围进行了分析探讨。     

基于正态分布雷电参数的220kV线路雷击跳闸模拟

假定雷电参数的统计变化服从自然对数正态分布,随机抽样雷电流幅值和波头时间、导线工频瞬时电压,用蒙特卡罗法计算线路雷击跳闸率。模拟结果显示考虑工频电压叠加对绕击闪络次数影响不大,对反击闪络次数有一定影响,但在220 kV线路防雷计算可以忽略,与广西电网某220 kV输电线路雷击跳闸率统计值对比吻合。规程法计算雷击跳闸率偏向于保守,基于正态分布雷电参数模型能合理解释小幅值大陡度雷电流引起的绝缘闪络,大幅值小陡度和小幅值大陡度雷电流引发雷击闪络的频率接近。     

基于危险雷电流区间分布的输电线路雷击故障性质判断方法

雷电定位系统可获取雷电流幅值、定位等信息,用于线路雷击故障定位,但至今缺乏实用的方法将雷击信息与线路雷击跳闸信息合理整合,实现雷击故障性质判定。为此,对不同杆塔接地电阻下线路反击耐雷水平及不同地线保护角和地面倾角下线路绕击临界雷电流分布区间进行量化,得到线路直击雷危险雷电流幅值分布区间,再以雷电定位系统监测所得雷击电流幅值与反击、绕击危险雷电流区间作比对的机制,建立线路雷击故障性质判别概率算法模型,形成一套完整的雷击故障性质判断方法,并基于此开发了线路雷击故障性质判断软件。经典型雷击跳闸线路的雷击性质判断验证,该方法能实现输电线路雷击故障性质的快速判定,判断结论准确可靠。     

基于电网可靠性的输电线路雷击评估方法

针对电力系统的防雷保护着重于降低闪络率、仅通过电压等级进行区分、不考虑输电线路之间的功能差异、缺乏对电网可靠性影响的分析,从而导致一般输电线路的防雷设计过剩但对关键线路不足的问题,提出了基于电网可靠性的输电线路雷击评估方法.首先利用全波过程理论分析雷电绕击,采用先导发展模型描述传输线屏蔽失效的过程,提出了电网可靠性指标,并详细讨论了输电线路故障对电力系统可靠性的影响.通过指标系统计算了某市夏季雷击时电网可靠性,计算与分析结果表明,500 kV线路屏蔽故障跳闸率远高于绕击跳闸率,220 kV输电线路屏蔽故障跳闸率类似于绕击跳闸率,而110 kV输电线路绕击跳闸率则相对较高.     

酒湖线湖南段特高压直流输电线路耐雷性能分析

酒湖线±800 kV特高压直流线路湖南段沿线路段地理复杂,属于雷暴频发区域,线路良好的耐雷性能是安全可靠运行的基础。本文基于ATP-EMTP软件,搭建了酒湖线特高压杆塔多段波阻抗模型,基于相交法的绝缘子闪络模型,以及考虑火花效应的接地电阻模型,构建了酒湖线特高压线路反击耐雷模型,分析了湖南段线路反击耐雷性能。利用电气几何法与规程法相结合,计算了绕击闪络率。研究表明:减小接地电阻和降低杆塔呼高以及提高线路绝缘水平,有利于提高特高压直流输电线路反击耐雷水平;采用负保护角有利于提高特高压直流线路绕击耐雷性能。