1000kV特高压交流输电线路防雷电绕击技术

雷电绕击是造成特高压输电线路跳闸的主要原因.根据国内外输电线路现有防雷技术及运行经验,综合分析几种防雷电绕击实用新技术,并且探讨各防雷技术用于特高压交流输电线路的可行性及适用范围,以期为我国1 000kV特高压交流输电线路防雷电绕击提供支持.     

1000 kV单回特高压交流输电线路的绕击防雷保护

风雨在空中的漂移和空气中不均匀介质的存在使闪电的轨迹呈不规则曲线形。考虑自然闪电轨迹的随机性和雷电主先导与次先导并存现象等因素,有必要引入动态防雷保护角概念,建议特高压交流线路中地线(针)对导线的实际保护角形成的角平分线应与雷电先导的来向一致,并应计及垂直档距和水平档距的比值和风速的影响。根据杭州1962-1988年220 kV新杭I线雷击统计结果,认为特高压线路防雷绕击分析应结合塔头和档内中央线路两处的防雷情况,并分别进行了防雷保护角计算与比较。     

浅析1000kV特高压输电线路防雷

特高压输电线路防雷,是保证特高压输电线路安全运行的重要环节之一。介绍并分析了利用规程法和电气几何模型法对1 000 kV特高压输电线路绕击、反击以及雷电直击中线进行雷击计算的结果,并据此提出了减小1 000 kV特高压输电线路雷击跳闸率的具体措施。     

UHVAC输电线路大跨越段的防雷保护

为确保特高压输电线路的耐雷可靠性,对晋东南-南阳-荆门UHV输电线路的黄河大跨越段和汉江大跨越段的雷电性能进行了研究并介绍了UHV输电线路大跨越段雷电性能评估的计算方法,同时根据我国输电线路大跨越段的运行情况,参考俄罗斯标准,以大跨越段在雷电过电压下的雷击无故障时间(耐雷指标)来确定防雷保护方案,还计算了UHV输电线路大跨越段的年绕击跳闸次数和年反击跳闸次数及雷击避雷线跨越档距中央的反击跳闸次数,提出了按雷电过电压要求的跨越塔塔头间隙。研究表明,我国特高压输电线路大跨越段的耐雷指标不宜<50 a。     

煤矿采动影响区特高压交流线路分体塔的防雷保护

为了论证长治-南阳-荆门1000 kV特高压交流输电线路煤矿采动影响区拟采用的分体型杆塔方案是否满足防雷保护要求,对分体型杆塔的中相和边相绕击屏蔽性能以及反击耐雷性能进行了研究计算。结果表明:ZBF1和JTF1分体型杆塔的中相不会发生绕击闪络;针对JTF1型杆塔地线对外侧跳线屏蔽较差的情况,推荐在JTF1型杆塔外侧跳线横担前端和其塔顶上各安装一支0.5 m高的避雷针来保护跳线段;JTF1分体型杆塔的中相不会发生反击闪络;为了使特高压分体型杆塔的反击耐雷水平200 kA,推荐ZBF1塔工频接地电阻应控制在10Ω,JTF1塔工频接地电阻应控制在15Ω。     

输电线路“差异化”防雷治理的技术措施综述

针对居高不下的雷击跳闸率,广西电网积极推广"差异化"防雷策略。在此背景下,探讨了目前国内外常用的输电线路防雷措施,指出由于各防雷措施的防雷原理不同,技术经济指标不同,在工程实践中,应选择合适的雷电治理方法,并对各种防雷措施在以往工程实践中的经验教训进行了总结分析。     

1000 kV交流输电工程防雷保护研究

为解决特高压工程中的外绝缘问题,研究了特高压线路雷电性能和特高压变电所和开关站雷电侵入波过电压。研究线路雷电性能时考虑了单回和同塔双回线路。比较了不同塔型线路的雷电性能后指出,造成特高压线路雷击跳闸的主要原因是绕击,要特别重视地面倾斜角较大的山区线路的绕击问题。建议减小地线保护角和地导线的垂直距离Δh以减小绕击跳闸率。最后计算分析了晋东南GIS变电所和荆门HGIS变电所站的雷电侵入波并根据两个变电所各自的特点提出相应的MOA布置方案及其防雷可靠性分析。     

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。     

±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.     

直流输电系统的防雷保护

针对我国高压直流输电线路的雷击闪络率较高的问题,深入研究了直流输电系统的防雷保护。由于其结构和控制保护不同于交流系统,直流输电线路的雷电性能与交流输电线路有所不同,通过对国内外计算方法的分析研究,结合我国正极性导线容易发生雷击闪络的运行经验,提出了直流输电线路的计算方法和计算用参数的建议并对直流换流站的防雷措施进行了分析,提出了合适的直流输电系统的防雷保护措施。     

1 000 kV特高压交流试验示范工程线路走廊雷电分布特征研究

为给特高压交流试验示范工程防雷设计及今后运行提供参考依据,利用覆盖输电线路的中国电网雷电监测网2002—2005年185万次地闪主放电监测数据,采用网格法将线路走廊以0.2°×0.2°(约20km×20km)等间隔划分网格,从北向南依次编号为0￣28,对这29个"统计段"的雷电日Td、地闪密度Ng、地面落雷密度g、雷电流幅值概率分布P(I)进行统计分析,得出沿线路走廊雷电活动分布特征,同时分析认为晋东南段(0￣3)的危险雷电流所占比例和地闪密度均最集中,是特高压线路中容易遭受雷击并发生闪络的薄弱线段,在防雷设计和今后运行中应引起足够重视。     

超(特)高压输电线路耐雷性能计算方法综述

针对超(特)高压输电线路的反击耐雷性能、绕击耐雷性能特点,比较分析了采用规程法、行波法、蒙特卡洛法、故障树法、电磁暂态程序(electro-magnetic transient program,EMTP)法来计算反击耐雷水平的具体过程、优缺点,以及采用规程法、电气几何模型法、改进电气几何模型法、输电线路雷电绕击的先导发展模型法、输电线路绕击概率模型法来计算绕击耐雷水平的具体过程、优缺点,并提出今后超(特)高压输电线路耐雷性能的研究工作应放在雷击线路的传播过程和机理上,寻找更合理的计算模型和方法。     

1000kV线路走廊的雷电参数及易闪线段分析

为配合1000 kV交流特高压试验示范工程线路防雷设计,采用一种全新的统计方法—线路走廊网格法,按0.2°×0.2°网格从北向南划分该工程线路走廊为#0~#28的连续统计段,用山西、河南和湖北电网雷电定位系统2002~2005年地闪主放电资料,统计研究特高压线路沿线走廊的雷电活动特征,得出了沿线走廊每个统计段的雷电参数(雷电日Td、地闪密度Ng、地面落雷密度γ和雷电流幅值累积概率分布)并用新的雷电参数校核特高压线路绕击闪络率计算值,找出其易受雷击并发生闪络的薄弱线段,即“易闪段”,供该示范工程设计和运行参考。     

改进先导模型法交流特高压线路雷电屏蔽性能分析

先导传播模型法已被用于超高压线路雷电屏蔽性能的分析,对特高压交流输电线路,由于其本身的特殊性和高度重要性,先导传播模型法的应用仍值得研究。针对特高压交流输电线路的实际情况,提出进一步改进多分裂导线的先导起始判据,建立特高压交流输电线路绕击性能分析的改进先导传播模型法。考虑晋东南-南阳-荆门1000kV线路走廊所处位置的雷电活动特性,对特高压试验示范工程采用的4种塔型进行了绕击性能分析。考虑到特高压交流输电线路对安全运行的严苛要求,还对特高压输电线路进行了局部屏蔽分析。研究表明,与500kV超高压交流输电线路相比,特高压输电线路的绕击侧距和绕击电流明显变大。按初步设计的特高压交流输电线路在平原地区应不会发生绕击跳闸,拟用于山区的ZBS1和ZBS2型杆塔的线路绕击率最大为0.0012次/(100km·a),满足线路的设计要求。作为对比,拟用于平原的ZMP1和ZMP2型杆塔如用于山区,则绕击跳闸率可达约0.17次/(100km·a)。考虑到实际线路弧垂的影响,同一输电线路不同位置线路段的局部绕击性能也不相同,对于重要和特殊线路段建议进行局部屏蔽性能的复核。     

基于先导发展的特高压线路雷电屏蔽模型研究

基于长空气间隙的放电理论建立雷电屏蔽的先导发展模型,利用该模型进行特高压直流线路雷击过程仿真,并计算文献中给出的实际线路的雷电屏蔽性能。仿真计算结果表明：特高压线路存在明显的“回头雷击”现象;利用雷电屏蔽模型计算的结果较电气几何模型计算的结果更接近实际运行数据,可用于工程实际仿真计算。     

1000kV特高压变电站防雷保护和设备绝缘水平

结合我国1000kV晋东南—荆门—南阳试验示范工程系统过电压的计算结果,论述了绝缘配合方法的原理,推荐了本工程变电站的设备绝缘水平。同时对我国已运行的500kV和750kV变电站的直击雷设计和运行经验进行了总结分析,并对1000kV特高压变电站直击雷防护中存在的一些特殊设计问题进行了计算研究,推荐了1000kV变电站对直击雷的防护方法。还对晋东南变电站、南阳开关站和荆门变电站雷电侵入波进行了模拟计算,计算出各种运行方式下变电站开关站的安全运行指标,并根据计算推荐了确保每个变电站安全运行年(1500～2000a)时的避雷器保护方案。     

交流1000kV特高压线路三相故障暂态过程分析

通过理论分析和仿真验证得到特高压线路三相故障后相关暂态电气量的特点:特高压线路故障电流中除有一很大的衰减直流分量外还存在高频分量:故障电压中也含有较大的高频分量但没有直流分量;故障高频分量的初始值与短路角(以电压角为基准)有关.当故障角为90°时.高频分量的初始值最大:高频谐波的频率与故障距离和系统运行方式有关.系统方...