云广特高压直流输电线路雷电屏蔽性能研究

为评估、计算输电线路雷电屏蔽性能即绕击性能,基于长空气间隙放电理论建立了特高压直流输电线路雷电屏蔽的先导发展模型,并用该模型计算了拟建立的云广±800 kV直流特高压输电线路雷电屏蔽性能。计算结果表明:随着地面倾角、保护角的增加,线路屏蔽失效率明显增加,特高压直流输电线路最好采用负保护角运行。     

超高压输电线路典型雷击故障分析和研究

针对雷击危及输电线路安全可靠运行的问题,采用电力系统计算机辅助设计(power systems computeraided design,PSCAD)对惠州供电局超高压输电线路雷击杆塔进行反击耐雷水平仿真计算。根据雷击杆塔前视塔和后视塔输电走廊范围内的典型地形,利用改进的电气几何模型计算其最大绕击雷电流,并结合雷电定位系统监测数据,判断2起雷击事故均由雷电绕击导线引起,其主要原因是地面倾角较大及地面的屏蔽效果减弱。考虑惠州供电局本身所处特殊强雷区,超高压输电线路走廊地形复杂,建议考虑输电走廊地形地貌,对超高压输电线路各杆塔的耐雷性能进行评估,采用安装避雷针、避雷器等经济合理的措施降低雷击跳闸率。     

1000kV交流特高压输电线路的防雷保护

利用研究输电线路雷电性能的自编程序LLPP,对UHV输电线路的雷电性能进行研究。介绍了对UHV输电线路避雷线屏蔽性能的研究结果和改进建议,并对UHV输电线路雷电反击耐雷性能进行计算。交流特高压输电线路的运行经验表明:特高压输电线路仍有相当的雷击闪络跳闸,初步分析是因避雷线屏蔽失效而致;杆塔较高和导线上工作电压幅值大,可能是较重要的因素。在工程设计中,对耐张塔和转角塔也要专门研究,使其具有较少的保护角。对于山区,因地形影响(山坡、峡谷),避雷线的保护可能要取负保护角,这些有待于进一步研究,从而保证我国特高压输电线路具有较好的雷电性能。交流特高压输电线路杆塔上较高的绝缘强度,使其具有良好的承受雷电反击的能力。     

特高压直流输电线路山区边坡塔研究

特高压直流线路主要经过山区,雷电活动频繁,采用负保护角设计后雷击跳闸率仍然较高。提出一种减小绕击跳闸率的新塔型——边坡塔,采用电气几何模型法分析其防绕击性能,同时采用CDEGS 软件结合公式法对边坡塔的电磁环境做了评估,通过结构受力分析判断铁塔内力情况,从塔重、混凝土指标对比分析边坡塔的经济性。结果表面,边坡塔防绕击性能明显优于常规T型塔,电磁环境满足限值要求,铁塔内力与T型塔相当,工程造价与T型塔基本一致,为边坡塔在多雷山区特高压直流线路中的应用提供依据。     

特高压交流输电线路绕击耐雷性能仿真分析

准确评估特高压(UHV)线路绕击耐雷性能,对线路设计及施工具有重要参考价值。为此,引入了基于先导发展法的,可精确反映任意剖分区域导、地线弧垂及与大地实际相对高度的特高压输电线路雷电绕击3维剖分模型。为进一步验证该模型的实际应用价值,分析了我国晋东南—荆门1 000kV特高压交流示范线路绕击耐雷性能,及绕击跳闸率随保护角、地面倾角的变化规律。分析结果表明:ZMP2型猫头塔最大绕击跳闸率为0.057 5次/(100km.a),ZBS2型酒杯塔最大绕击跳闸率为0.032 2次/(100km.a),两型杆塔的绕击跳闸率均满足设计要求,工程中可通过适当控制导、地线的弧垂来降低线路的绕击概率;山坡外侧导线更易遭受雷击,线路绕击跳闸率随线路保护角及地面倾角增大而大幅度上升;大电流绕击发生在距线路较远处。     

超/特高压输电线路雷电绕击防护性能研究

输电线路跳闸的主要原因是雷击闪络，这与线路现有雷击跳闸模型与线路实际运行情况存在较大差异有关。文中以电磁场理论为基础，对高杆塔下击距系数进行研究，利用自编程序仿真，结果表明击距系数随着杆塔高度的增加而减小，雷电流幅值对击距系数没有影响，利用线性拟合方式得击距系数β与杆塔高度日的关系式为：β=1．18—H/108．69。引入击距系数，提出利用改进的电气几何模型对超特高压线路绕击耐雷性能进行分析，并以500kV鸭福线路为例进行计算和分析，结果表明根据文中仿真模型所推导的β公式计算该线路的跳闸率与实际线路运行情况比较吻合。同时，分析了杆塔高度、地面倾角、线路保护角、线路绝缘强度等对输电线路绕击耐雷性能的影响。     

特高压输电线路绕击率的分析计算

作为计算绕击率和绕击跳闸率的主要方法,电气几何模型法已广泛应用到输电线路防雷设计中,为改进电气几何模型法中的不合理假设,以考虑击距系数β、地面倾角θ和雷电入射角Φ的电气几何模型为依据,由模型中的几何关系,得出考虑这些因素的绕击率的计算式。针对1 000kV特高压输电线路,计算了耐雷水平下计及雷击入射角时的绕击率,并考虑了不同因素对绕击率的影响,为输电线路绕击耐雷性能的研究提供依据。     

输电线路雷击仿真模型

基于对下行雷闪物理过程的认识和对输电线路绕击分散性的研究,建立了考虑放电分散性的输电线路雷屏蔽性能的雷击仿真模型。仿真计算结果表明,该模型与现场运行经验相符,并成功地解释了ＥＧＭ难以解释的现场事故。     

广西电网架空输电线路雷击跳闸及影响因素分析

针对广西电网输电线路雷击跳闸故障频发的现状,基于雷电定位系统的监测数据,分析总结广西电网2013年1-8月110kV及以上输电线路雷害的原因及特点,并分析线路遭受雷击与雷电流幅值、杆塔所在位置的地形地貌、杆塔接地电阻值等的关联程度.结合广西电网的实际情况,提出应对线路雷害问题的一些措施.     

±800 kV云广特高压直流线路雷电防护特性

雷击是造成输电线路闪络的主要原因之一.为了解决±800kV云广特高压直流线路的雷电防护问题,通过分析该线路的参数和调研线路沿线的雷电活动特点,以先导发展法为基础建立特高压线路雷击计算方法,对线路的反击和绕击防雷性能进行分析.首先调研了沿线各区域的雷电活动情况,给出了各区域境内的雷电日取值.然后,对云广特高压直流线路的雷击闪络特性进行了分析,给出了不同地形条件下地面倾角、绝缘强度、跨谷深度对雷击绕击特性的影响,以及杆塔高度、接地电阻等对雷击反击特性的影响.考虑地形对雷击故障的影响,通过地形加权和分段分析的方法求得线路各段的雷击闪络率.最后,就降低接地电阻、减小保护角等防雷措施进行了研究.     

海底电缆-架空线线路雷击过电压分析与计算

结合某实际海上风电场,计算了某岛屿的海底电缆-架空线线路的雷击过电压。基于对线路各部分结构的分析,在ATP-EMTP软件中搭建了仿真计算模型,利用该模型,计算了线路在不同工况下的雷击过电压,利用计算结果分析了避雷器布置方式、杆塔冲击接地电阻、海底电缆长度对雷击过电压的影响。计算和分析结果表明:当采用不同形式的避雷器布置方式时,线路首末两端的过电压均未超过海底电缆主绝缘水平;海底电缆的末端过电压随冲击接地电阻的增大而增大;海底电缆首末两端的雷击过电压值均受海底电缆长度的影响。     

110kV变电站雷电过电压的仿真研究

针对低压设备事故频繁发生的问题,使用电磁暂态计算程序ATP—EMTP（ATPDRAW）就某110kV变电站雷击进线段杆塔塔顶落雷引起的过电压进行建模与仿真,通过建立系统中配电变压器、电源线、避雷器、接地系统等相关元器件的数学仿真模型,进行了雷击点、运行方式和杆塔接地电阻的比较,讨论了绝缘配合裕度计算等重要因素对雷电过电压的影响。     

特高压交流输电线路串联补偿合闸操作过电压研究

采用串联补偿能够有效地提高特高压交流输电线路的输电能力和系统的稳定性,但同时也会影响输电线路的电压特性。以中国特高压交流示范工程为背景,采用电磁暂态计算程序ATP-EMTP,对含有串联补偿装置的特高压交流输电线路的合闸操作过电压进行了计算分析。计算结果表明:加装串联补偿电容器可以降低操作过电压;串联补偿电容器的位置越靠近线路首端限压效果越好,其补偿度越大限压效果越好;采用相应的限压措施,可以将空载线路合闸过电压和单相重合闸过电压分别限制在1.34 p.u.和1.36 p.u.。     

Improvements of an FDTD-based surge simulation code and its application to the lightning overvoltage calculation of a transmission tower

This paper presents new features recently added to a general-purpose surge simulation code based on the Finite Difference Time Domain (FDTD) method. The added features include various-shape conductor models, lumped-parameter circuit-element models, a lightning-channel model, and an integrated analysis environment (IAE). For precisely modelling the shapes of various conductors, the following conductor models have been added: inclined thin wire; disc; square plate; cylinder; cone; and quadrangular pyramid. The lumped-parameter circuit-element models allow the user to represent the lumped impedance of an apparatus placed inside the analysis space. The lightning-channel model realizes a return-stroke development at a speed slower than the light speed. The IAE includes a Graphical User Interface (GUI), which allows the user to enter geometrical data in a visual way. It also provides a waveform plotting program for viewing voltage, current, electric-field, and magnetic-field waveforms and a movie program for displaying the animation of a transient electric/magnetic field intensity distribution. For an illustrative example, the lightning overvoltage calculation of a transmission tower is presented.     

特高压六相输电线路特性研究

六相输电是多相输电的一种，能够有效提高输电线路的功率传输密度。同特高压双回线进行对比分析了特高压六相输电系统在杆塔结构、走廊利用率等方面所具有的优势。另外，还对特高压六相输电系统的导线表面场强、可闻噪声、工频电磁场分布以及不平衡性等方面进行了重点的论述，详细论证了特高压六相输电线路所具有的可行性和优越性。     

Simulation and analysis of UHV half wavelength and DC hybrid transmission system

The scenarios of a half wavelength transmission line(HWTL) connected to the original DC asynchronous interconnection system are established based on the quasi-steady state model of HWTL, which include single or double loops of single channel and multi-channel scenarios with different starting and landing points. Firstly, the steady state power flow characters of multi-scenario transmission schemes are studied. The voltage distribution characters of HWTL are analyzed when its transmission power and power factor vary, and the influence of the DC power variation on voltage of HWTL is discussed. Then the transient characters of HWDHTS are explored. The DC commutation failure caused by the fault of HWTL is simulated and the power transfer capacity of HWTL while DC blocking is calculated in this paper.     

特高压线路的避雷线保护范围设计

目前,在特高压线路的避雷线保护范围设计中,仍采用传统的不考虑特高压导线电压影响的方法,可能使特高压线路避雷线的实际保护范围满足不了高可靠性防雷设计的要求。为了解决这一问题,在特高压线路的避雷线保护范围设计中,考虑特高压导线电压的影响,提出以特高压导线的最小对地空气间隙距离为半径,构成特高压导线的等效绝缘截面,并设计该等效绝缘截面位于避雷线的保护范围之内。计算结果表明,若不考虑特高压导线电压的影响,特高压线路的避雷线保护范围将存在严重的安全隐患。     

基于小波分析理论的特高压输电线路故障选相研究

为了满足特高压输电线路的超高速保护要求,基于小波分析能检测故障信号中奇异信号突变时刻及其大小的特点,提出了一种故障选相方法。首先为了消除各相间的耦合影响,该方法将暂态故障电流经相模变换,然后用离散小波变换(DWT)提取出各模故障电流中的奇异成分并求出其模极大值,模极大值经归一化处理后作为选相方法的判据因子。最后根据模故障电流特征总结出不同故障类型下判据因子之间的关系,构造一种新型的特高压故障选相方法。通过PSCAD建模与Matlab计算,验证了所提选相方法受暂态故障信号幅值的干扰较小,自适应能力好,耐过渡电阻能力强,选相速度快且准确,能简单、有效地实现特高压输电线路的超高速保护。     

A new calculation method of voltage rise of transmission towers and transmission lines by lightning stroke and calculated results

New formulas for the surge impedances of transmission towers and transmission lines in lightning surge are derived. A comparison of results calculated by the proposed formulas with the experimental results show nearly the same wave crest values and wave-forms. It is demonstrated that a large portion of the input current flows into the tower and only a small current flows into the ground wires. This fact is very important in investigating lightning performance in transmission towers and transmission lines. The results will be helpful in developing improved modes of transmission system performance.     

特高压输电线甩负荷引起的过电压叠加及其防护

为了分析特高压系统甩负荷时线路过压情况,基于发电机dq0方程和10阶链型回路的高精度架空线路模型,建立差分方程,对特高压长距离输电线突然甩负荷引起的操作过电压情况以及自励磁与操作过电压叠加的情况进行了分析和数字仿真,通过对比2种情况.发现叠加过电压的严重性大于单纯操作过电压提出并研究了利用金属氧化物避雷器来限制这种叠加过电压的方法.利用数字仿真证明了这种措施的可行性。仿真结果表明,金属氧化物避雷器能够将叠加过电压限制在安全范围内。