超-特高壓輸電線路雷電屏蔽性能方法研究.pdf

1、雷擊是影響輸電線路安全運行的一個至關(guān)重要的因素，隨著電力系統(tǒng)電壓等級的提高，即超/特高壓輸電線路相繼投產(chǎn)運行，使得輸電線路雷害事故又顯現(xiàn)出新的特點：一方面，與傳統(tǒng)輸電線路相比，超/特高壓輸電線路絕緣水平很高，遭受雷電反擊而引起跳閘的可能性很低，但其具有高運行電壓、大桿塔結(jié)構(gòu)尺寸、長距離傳輸?shù)忍攸c，更易遭受雷電繞擊的威脅，造成其跳閘；另一方面，線路走廊經(jīng)過區(qū)域的地形不同、雷電活動參數(shù)不同以及各線路段結(jié)構(gòu)參數(shù)的不同，使得輸電線路防雷保護呈現(xiàn)

2、出一定的差異性。因此，開展超/特高壓輸電線路雷電屏蔽模型及耐雷性能評估方法的研究，綜合考慮線路運行電壓、雷電活動水平、線路走廊地形和桿塔結(jié)構(gòu)等因素對輸電線路的繞擊特性的影響，對超/特高壓輸電線路的防雷設(shè)計及電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行起著至關(guān)重要的作用。
　　本文首先介紹了電氣幾何模型的基本思想，分析其物理基礎(chǔ)，著重闡述擊距的概念及其發(fā)展過程，在此基礎(chǔ)之上推導(dǎo)出一種計及線路運行電壓和桿塔高度的擊距公式，提出了一種綜合考慮線路運行電壓、風

3、偏和地面傾角的電氣幾何模型，應(yīng)用該模型對±500kV直流輸電線路典型桿塔G1-33、G1-36和G2-45的繞擊耐雷性能進行仿真分析，并歸納總結(jié)線路的最大繞擊電流和繞擊跳閘率的變化規(guī)律。
　　本文接下來通過比較和分析現(xiàn)有的先導(dǎo)發(fā)展模型，建立了一種基于先導(dǎo)發(fā)展法的可以綜合考慮導(dǎo)線運行電壓、導(dǎo)地線弧垂和地面傾角影響的超/特高壓輸電線路繞擊耐雷性能分析模型。該模型細致刻畫了雷電下行先導(dǎo)通道模型、上行先導(dǎo)起始、上下行先導(dǎo)的相對發(fā)展和擊穿等

4、幾個雷電繞擊輸電線路的重要物理過程，介紹了計及導(dǎo)體之間耦合作用的雷擊輸電線路過程電場分布數(shù)值計算方法；同時針對傳統(tǒng)先導(dǎo)發(fā)展模型取用導(dǎo)、地線平均高度來仿真計算輸電線路繞擊跳閘率的不足，提出沿檔距方向?qū)?dǎo)、地線進行分段，以各段導(dǎo)、地線實際對地高度帶入仿真模型中計算線路繞擊特性的方法，編制Matlab界面程序，以運行中的廣東省500kV交流超高壓輸電線路酒杯塔為例對此先導(dǎo)發(fā)展模型的合理性和準確性進行驗證；并應(yīng)用該模型分析我國晉東南-南陽-荊門

5、1000kV交流特高壓示范線路ZMP1、ZMP2貓頭塔和ZBS1、ZBS2酒杯塔的繞擊耐雷性能，結(jié)果表明四型桿塔繞擊跳閘率在0.0575次/100公里·年以下，滿足國家電網(wǎng)公司對特高壓輸電線路繞擊跳閘率的要求。
　　本文最后應(yīng)用改進的電氣幾何模型和先導(dǎo)發(fā)展模型，研究分析地線保護角、地面傾角、桿塔高度、線路運行電壓、線路弧垂及風力等因素對輸電線路雷電屏蔽性能的影響情況，并進行規(guī)律總結(jié)；基于兩種模型分別仿真計算四個不同電壓等級的輸電線