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。     

±500kV直流输电线路耐雷性能研究

直流架空输电线路的耐雷特性不同于交流系统,特高压直流输电线路杆塔高、跨度大,且工作电压幅值、极性不变,使得雷击直流高压输电线路的概率增大,有必要对直流架空输电线路耐雷性能进行研究。针对近年来葛南±500 kV直流输电线路多发的雷击故障,以葛南±500 kV直流单、双回架空输电线路为工程背景,采用ATP-EMTP和电气几何模型法分别对线路的反击和绕击耐雷性能进行了仿真计算研究,并与交流输电线路耐雷性能进行了分析比较。研究表明:±500 kV直流输电线路的雷电绕击跳闸率远高于反击跳闸率;工作电压对雷电先导发展、建弧率以及导线绕击距的影响比交流更大,使得直流输电线路正极性导线的雷击跳闸率高于负极性。     

特高压直流同塔混压输电线路反击耐雷性能计算方法研究

绝缘子串的绝缘闪络判据是线路耐雷水平计算中的关键因素,本文基于EMTPATP软件,提出了模拟绝缘子闪络过程的先导发展反击闪络模型,通过算例进行了分析验证,研究了3种闪络模型对特高压直流同塔混压输电线路反击耐雷水平的影响,比较了3种方法的特点。在以相交法作为绝缘闪络判据时,选取两种典型的800 k V伏秒特性曲线进行耐雷水平计算,计算结果一致。通过对线路架设参数变化进行了仿真分析,并提出了相应的防雷建议。研究结果表明:500 k V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;与相交法相比,特高压直流同塔混压线路反击耐雷水平研究推荐采用先导发展法模拟绝缘子闪络。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

污秽绝缘子串对超高压输电线路绕击耐雷性能影响分析

超高压输电线路雷电绕击危害严重,且绝缘子串长期工作于室外暴露环境导致绝缘水平下降,因此必须详细研究绝缘子串污秽情况下线路绕击耐雷水平。本文利用EMTP软件搭建500 k V输电线路模型,考虑绝缘子串污秽对线路闪络的影响,分析接地电阻、绝缘子片数量、安装避雷器对线路绕击耐雷水平的影响。分析结果表明:污秽绝缘子串的冲击放电电压低于正常情况,导致线路绕击耐雷水平下降,绝缘子串污染程度越重,耐雷水平下降越明显。线路绕击耐雷水平随着杆塔接地电阻的增加而增大,但是增大幅度不是十分明显;增加绝缘子片数量能够提高线路绕击耐雷水平,但是绝缘子串污秽的存在削弱了其保护效果;即使绝缘子串污秽情况较严重,安装避雷器后也能够显著提升线路绕击耐雷性能。需要尽可能保持绝缘子串的清洁以有效确保线路雷电防护效果。     

特高压交流输电线路耐雷水平相关因素研究

随着输电电压等级的提高,雷击跳闸占跳闸总数的比例也在提高,而我国特高压交流输电线路的防雷研究尚属于起步阶段。通过改变线路耐雷水平参数,即:杆塔接地电阻、绝缘子片数、线路档距、避雷线架设方式、杆塔高度及雷击时输电线路的相位,建立了相应的PSCAD模型,仿真分析了雷击不同部位时各种因素对特高压架空输电线路耐雷水平的影响。结果表明:雷击塔顶时,"IVI"水平排列的耐雷水平最高;雷击档距中央时,"VVV"三角排列的耐雷水平最高,雷击档距中央比雷击塔顶时线路的耐雷水平高出很多。在雷击塔顶,档距小于360 m时,耐雷水平随档距增加而快速增加;大于360 m后,随档距增加其耐雷水平基本不变;雷击避雷线档距中央时,耐雷水平与档距的关系呈"U"形分布,在档距大于400 m以后,耐雷水平随档距的增加而提高。耐雷水平随绝缘子片数增加呈线性增加。无论哪种雷击形式,1.2/50μs雷电流波形下的耐雷水平明显比2.6/50μs雷电流波形下的高。     

基于雷电流频谱特性研究提高线路耐雷性能的方法

输电线路防雷机理和措施一直以来是国内外研究的热点,在输电线路防雷保护基础研究中,雷电流参数具有重要研究意义。针对雷电流基础参数结合雷电流频谱特性,从滤波角度探索研究提高输电线路耐雷性能的新方法。首先,基于各种雷电流模型简要分析雷电流频谱特性。其次,采用3阶巴沃特斯低通滤波器对雷电流进行滤波分析,仿真结果表明,滤波后雷电流波形发生明显变化,波头变平缓即陡度下降但幅值变化较小。最后,基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件建立了某110kV、220kV和500kV输电线路耐雷性能仿真模型,仿真分析了雷电流滤波前后对各电压等级输电线路反击耐雷水平的影响。仿真结果表明,雷电流滤波后各电压等级输电线路绝缘子串两端电压波形变得较平缓、光滑,其反击耐雷水平得到了大幅提高。因此,可结合雷电特点及滤波器的可实现性方面设计基于滤波器概念的新型防雷装置。     

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。     

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。     

110 kV架空输电线路避雷器优化布置方式仿真分析

为了探究如何优化配置线路避雷器数量,达到防雷保护效果又不失技术经济性问题,以110 kV架空输电线路为研究对象,采用电磁暂态仿真计算软件ATP/EMTP,分别搭建输电线路雷电反击和绕击仿真模型,计算出几种不同避雷器安装方式下的线路耐雷水平。分析表明:相对于线路不安装避雷器,每基杆塔安装避雷器线路的耐雷水平提高了73%~83%,每隔两基杆塔安装避雷器线路的耐雷水平提高了31%~36%。     

35kV线路耐雷水平影响因素仿真研究

开展输电线路耐雷水平影响因素的研究是科学的输电线路防雷设计的基础。由于我国规程规定,35 k V的配电网是不需要全线架设避雷线的,这对农网35 k V配网的线路防雷工作带来了非常大的困难。选择雷击事故较为严重的35 k V某线作为研究对象,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。利用所建立的仿真模型,针对接地电阻、绝缘子片数、有无避雷线、杆塔呼称高度、线路档距等因素进行了仿真,分析了其对35 k V输电线路耐雷水平的影响。同时,分析研究了加装线路型避雷器以及避雷器多种不同布置方式下,对输电线路绕击和反击线路耐雷水平的影响,为工程实际中35 k V线路的综合性防雷提供理论依据。     

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。     

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。     

330kV线路避雷器技术条件的研究

根据具体的线路杆塔结构 ,采用线路金属氧化物避雷器对 3 3 0 k V线路的耐雷水平进行了计算分析 ;具体比较了安装线路避雷器和未安装避雷器时雷击塔顶及雷击相线的耐雷水平 ;分析了雷电流的波形、接地电阻、档距、避雷器技术条件对输电线路耐电水平的影响     

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。