山区输电线路电气几何模型计算绕击率探讨

雷击输电线路的EGM理论，是基于垂直向下落雷假设。分析了高山地区500kv线路因地形复杂，同样基于均匀落雷假设，由于雷电先导移动方向不同，导致山区线路雷电绕击率升高、跳闸率增大，上述分析与实际情况相一致。分析并计算了因雷电流的幅值和雷电先导入射角，以及地面倾角变化对绕击率的影响。算例表明了绕击率的变化趋势．并探讨了影响山区输电线路绕击率的不同因素，可为线路设计和运行部门提供依据。     

输电线路的雷击跳闸概率预测计算新方法

如何实现雷电故障的预警及跳闸概率的计算,对于电力系统防御雷击故障具有积极意义。提出了基于三时次雷区信息的电网雷击跳闸概率计算新方法。首先,根据每个时次的雷电监测信息,基于图像识别技术识别雷电发生区域;然后,以优化的方法确定雷区发展最佳轨迹;根据当前时次及之前的连续2个时次的雷区信息及发展轨迹,构成三时次相关雷区信息,并进行下一时次雷区相关信息的预报,包括雷区特性变化量(雷区面积、雷电流强度、雷区落雷概率);进而,计算位于雷击预报范围内的输电线路跳闸概率。该方法因利用了较多的雷电监测信息而具有较高的雷区预测准确性,相应的线路雷击跳闸概率也具有较高的准确率而可以作为雷击跳闸预警指标。算例证明了所述方法的有效性。     

输电线路绕击特性的三维分析方法

为了定量分析输电线路不同位置的雷击概率、绕击跳闸率数值分布特性,避免电气几何模型法中由各个截面雷击概率的不等效替换产生的不可控误差,利用输电线路悬链线方程,将传统计算方法中的雷击暴露宽度沿着输电线路每个档距拓展为三维暴露空间,提出了输电线路绕击特性和暴露空间内任意截面暴露宽度的三维分析计算方法,推导了任意截面雷击概率及绕击跳闸率的三维计算公式,并修正了总跳闸率计算公式。以500kV双避雷线输电线路为例,计算得到了输电线路档距内雷击暴露宽度的三维分布,以及雷击概率、绕击跳闸率的二维分布,结果显示同一档距内绕击跳闸率最大值是最小值的9.02倍,最大值是按原绕击跳闸率公式计算总跳闸率的2.54倍。该方法表明输电线路不同截面雷击概率差别很大,线路总绕击跳闸率并不能完全真实地反映输电线路任意截面的实际雷击情况。     

基于山区雷电先导发展的改进电气几何模型仿真研究

山地对地面电场的畸变作用使雷电先导偏向山体发展,导致采用电气几何模型(EGM)计算的山区线路绕击跳闸率比运行经验偏小。因而提出一种适用于山区地形的输电线路雷击概率计算模型,通过一种类山体形态的保角变换函数将2维山区地形抽象化、映射到水平面,以使用传统镜像电荷法计算山区雷电下行先导的发展轨迹,并在先导"末跃"阶段采用电气几何模型EGM中的"击距"参数简化判断雷击点。仿真结果表明,应用该方法计算三峡地区几种典型山体地形的落雷分布,与雷电定位统计值具有良好的对应性。以三峡地区某220 kV线路雷击跳闸为例,与EGM计算结果对比表明,考虑山顶地形对雷电先导的吸引作用后,线路边相导线的绕击概率明显增大,可更好解释山区线路雷击跳闸率较高的原因。     

平原地区500kV输电线路雷电屏蔽性能的模型试验研究

雷害是输电线路故障的主要原因,在我国南方多雷地区,超高压输电线路频繁发生雷电屏蔽失效引起的跳闸,有必要更深入地研究超高压输电线路的雷电屏蔽性能。采用1:40线路模型,通过大量的冲击放电试验,研究了500kV输电线路的雷电屏蔽性能,得到了500kV输电线路绕击概率的空间分布规律,近似为抛物线,并分析了影响绕击的各种因素,如保护角、导线电压、导线对地电阻、非垂直落雷等。试验研究结果对提高500kV输电线路的雷电屏蔽性能有一定的借鉴意义。     

降低输电线路雷击跳闸率的研究与应用

对输电线路空间落雷点绕击频次、避雷线保护角、输电导线电位、接地电阻等参数以及不同的地形地貌等环境因素对输电线路绕击概率的影响进行系统地研究,为输电线路防雷措施的研究提供了大量的试验数据.通过典型的220 kV输电线路(Z1型杆塔)在保护角为+17.下的缩比模型试验,得出雷电空间各点绕击频次的分布,为防绕击避雷针在输电线...     

高原山地500kV输电线路雷电屏蔽特性试验研究

运行经验表明,雷电绕击是引起220kV以上电压等级输电线路雷击跳闸的主要原因,为了更好地了解500kV输电线路空间各个落雷点的绕击概率分布情况以及避雷线保护角对屏蔽性能的影响,以贵州500kV典型输电线路为研究对象,通过对缩小的输电线路杆塔模型进行空间绕击屏蔽模拟试验,研究结果验证了负保护角在防绕击性能上的优越性,研究...     

山区500kV输电线路雷电屏蔽性能模型试验研究

雷害是影响500 kV输电线路安全稳定运行的主要因素之一,其中雷电屏蔽失效引起的跳闸占很大比例。特别在山区,雷电屏蔽失效引起的线路跳闸问题显得更为突出。为了深入研究超高压输电线路的雷电屏蔽性能,此次进行的山区输电线路绕击模型试验,考虑了斜山坡坡度、跨越山涧杆塔、非垂直落雷等因素的影响。试验结果表明,由于山区地形的影响,绕击率远高于平原地区。     

蒙特卡洛法在风电场架空输电线路绕击跳闸率计算中的应用

雷电绕击导致的风电场线路跳闸事故严重影响风电场的安全运行,为此,采用蒙特卡洛法编制输电线路绕击跳闸率的仿真计算程序。运用蒙特卡洛法进行仿真时,通过计算获取雷电流幅值、先导入射角、雷电通道坐标、线路电压瞬时值等关键参数,各参数满足对应的概率密度分布;根据改进电气几何模型和输电线路绕击等值电路,来判断雷击部位以及是否发生闪络;最后通过大量仿真计算,统计出输电线路的绕击跳闸率。算例对比表明,在输电线路绕击跳闸率计算中,基于改进电气几何模型闪络判据的蒙特卡洛法比传统的电气几何模型更符合实际情况,计算结果有助于改善输电线路绝缘设计,提高线路防雷水平。     

500kV同塔4回输电线路绕击的耐雷性能

为研究同塔4回输电线路绕击耐雷性能,采用改进电气几何模型对其进行了分析。同塔4回输电线路导线数目多,避雷线需同时保护多相导线,因此必须通过确定雷电绕击的范围以得到绕击计算时所需的击距系数k、临界击距rsc、最大击距rsmax、年落雷次数N和雷击击距为r的概率等基本条件。在实际分析验证典型塔型的基础上建立了计算模型,改变相应参数得出绕击跳闸率n与杆塔高度hc、避雷线保护角θs、地面倾角θg、击距系数k等的对应变化关系。结果表明,n随hc增加、θs增大、θg增大、k减小而增大,采用负θs和降低hc是提高500kV同塔4回线路绕击耐雷性能的有效办法。     

改进EGM模型对特高压输电线路的适用性与验证

为了更准确地分析我国特高压输电线路雷电绕击屏蔽性能,基于我国长空气间隙放电试验数据和雷电回击观测数据,建立考虑地形条件的适应于大尺寸输电线路雷电屏蔽性能评估的改进电气几何模型(electric geometry model, EGM)并进行验证,将击距公式修正为rs = 0.13(I 2+ 40I)0.814。改进EGM模型对超、特高压输电线路三相导线的雷电绕击率计算结果与日本实际线路雷击观测数据及我国平原、山区特高压输电线路雷击模拟试验数据具有一致性,验证了改进EGM模型的适用性。采用改进EGM模型评估了杆塔型式、山坡陡度对我国特高压线路绕击跳闸率的影响。计算结果表明,采用SZ322型杆塔的绕击跳闸率高于采用SZT1型杆塔,且特高压线路绕击跳闸率随山坡陡度的增大而增大。EGM模型的修正以及计算方法的优化,对我国特高压输电线路雷电屏蔽性能的设计具有一定的指导意义。     

架空线路防绕击避雷针实用化技术

为了探讨输电线路防雷新技术、新方法,降低雷击电跳闸率,结合国内外输电线路及特高压的运行经验,着重分析了引起高压输电线路故障跳闸的主要原因—雷电绕击问题,并在输电线路防雷经典理论的基础上,利用电气几何模型和雷电先导理论的最新成果,研究了架空线路防绕击避雷针实用化技术。研究表明,在架空地线上合理装设防绕击避雷针,可有效地增强其屏蔽性能和引雷作用,将可能遭受的绕击控制转化为反击,大幅度降低雷击故障跳闸率。实际运行的情况和初步取得的效果为输电线路防雷治理及特高压电网建设积累了经验。     

山区特高压交流输电线路用边坡塔的设计

雷电绕击是特高压线路发生故障的主要原因,特别在山区走线时由于雷电活动频繁,大地屏蔽作用差,雷击跳闸率更高。为降低特高压线路雷电绕击跳闸率,提出一种适用于山区特高压交流单回输电线路的边坡塔。与常规酒杯塔相比,边坡塔将两相导线横担布置在下山坡侧,降低了下山坡侧导线对地高度,通过电气几何模型法计算得出绕击跳闸率大大降低;同时通过结构受力分析、电磁环境比较、工程造价对比,表明了边坡塔的多方面优势,该塔型适用于多雷山区特高压单回路输电线路,为山区特高压交流线路的防雷设计提供参考。     

1000kV特高压输电线路防绕击问题的探讨

绕击是1000 kV特高压输电线路雷击跳闸的主要原因,为探讨此问题,分析并比较了目前输电线路绕击计算方法—规程法与电气几何模型法,指出电气几何模型将雷电的放电特性与线路的结构尺寸结合起来,很好解释了线路屏蔽失效现象,用于特高压的绕击计算中,并依据电气几何模型的原理提出减小1000kV线路绕击跳闸率的措施:减小避雷线保护角、安装可控放电避雷针、架设旁路屏蔽地线。     

雷电屏蔽模型在线路雷击分析中的应用

绕击是输电线路雷击跳闸的主要原因,研究雷电屏蔽模型对线路雷电绕击计算及分析具有重要意义。详细阐述了几何法、电气几何模型法和物理模型法在绕击计算中的特点和应用条件,并对220 kV输电线路典型杆塔进行了绕击耐雷性能计算分析和比较。结果表明,几何法来源于小模型试验,与实际应用有一定差距;电气几何模型和物理模型计算得到的结果基本一致,都具有较强的工程应用性。     

云广±800 kV特高压直流输电线路耐雷性能研究

国内外运行经验表明，雷击是造成输电线路跳闸的主要原因。基于杆塔的多波阻抗模型和基于先导发展的雷电屏蔽模型，分析了云广±800 kV特高压直流输电线路的反击、绕击耐雷性能及其影响因素。结果表明：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；随着保护角的减小，地面倾角的减小，海拔的降低，线路雷电屏蔽性能增强；引起特高压输电线路雷击故障的主要因素是雷电绕击，建议特高压输电线路采用负保护角运行。     

蒙特卡罗法计算线路雷击跳闸率随机过程研究

针对规程法分析输电线路防雷性能中过于简单化和EMTP计算复杂化问题,用较符合雷击实际过程的蒙特卡罗法计算输电线路雷击跳闸率。因雷击随机过程的选取直接影响计算速度和计算结果的确信度,故在研究了雷电流幅值、波头时间、雷击部位、工频电压瞬时值、风偏等随机过程对跳闸率计算的影响的基础上,综合考虑计算速度和计算结果确信度,确定雷电流幅值、雷击部位、反击时工频电压瞬时值为蒙特卡罗法中需要考虑的因素。经验证设计的蒙特卡罗法雷击跳闸率计算结果和实际运行线路雷击跳闸率统计结果相吻合。     

输电线路地线上安装水平侧向短针的防绕击效果分析

为评估在地线上安装水平侧向短针对输电线路的绕击保护效果,提出并建立了三维的电气几何模型(EGM)来计算水平侧向短针对导线的保护距离,总结了其安装和使用的规律。对110～500kV典型杆塔的计算结果表明:水平侧向短针具有一定的保护作用,但每根水平侧向短针的保护距离有限,其防绕击效果较依赖于安装数量;并且水平侧向短针对导线的保护距离受到导地线相对位置的较大影响,仅对部分保护角和塔头尺寸都较小的单回线路有效;而对于同塔多回输电线路,水平侧向短针无法起到实质上的防雷保护作用;此外,安装水平侧向短针后还会对地线的机械性能产生负面影响。因此可以认为,水平侧向短针的绕击保护效果有限,适用范围较窄,限制了它在输电线路防雷保护中的应用,该防雷措施还有待进一步的提高与完善。     

同塔三回输电线路耐雷性能研究

在珠三角地区,为缓解输电线路走廊紧缺与电力输送能力不足之间的矛盾,建设了大量的同塔三回输电线路。与普通的同塔双回线路相比,同塔三回线路的杆塔更高,更容易引雷。介绍了反击和绕击耐雷性能的计算方法,在此基础上,以广东地区某500kV同塔三回线路为例进行了计算分析。计算结果表明：对于500kV及以上输电线路,工作电压会对反击和绕击性能产生影响;同塔三回线路的杆塔较高,可根据各层横担高度不同进行差异化绝缘配置;同时,当考虑多层导线间相互屏蔽效应后,处于不同层的导线绕击跳闸率均减小;导线的绕击跳闸率不仅随地面倾角的减小而减小,还随保护角的减小而减小。