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架空线路是电力系统的重要组成部分,其安全稳定运行与电网的稳定、可靠供电密切相关。对35kV及以下的架空配电线路,感应过电压是雷击线路跳闸的主要成因,对配电线路的安全稳定运行造成很大的威胁,因此需要对感应过电压的计算方法及影响因素进行分析。本文主要结合东营市垦利区近6年的雷电特点,以垦利区供电公司管辖的架空配电线路为对象,研究架空配电线路雷电感应过电压、雷击跳闸率的计算方法和防雷措施。
感应过电压计算主要包括空间电磁场计算与耦合方程求解两步。雷电电磁场计算中,雷电基电流波形选择Heidler函数,回击模型选用电流随指数衰减的改进传输线模型MTLE。选取了垦利区多条10kV架空线路作为实例。运用二阶时域有限差分法(Finite Difference Time Domain,FDTD)求解Agrawal场线耦合模型计算感应过电压;分析了单导线线路感应过电压的特征及影响因素。针对实际复杂配电系统,使用相模变换和特征线法对Agrawal耦合模型进行分析,推导了不考虑大地电导率时多导线感应过电压在电磁暂态软件中的仿真模型;结合二阶FDTD与电磁暂态软件的电路接口,提出了考虑大地电导率时多导线感应过电压的仿真模型。该模型可以分析线路分支、安装避雷器及复杂配电系统的感应过电压。
提出了一种架空配电线路雷击跳闸率计算方法,并结合垦利区实际线路雷击跳闸情况进行了实例计算分析。将雷电流幅值范围按1kA分成多个区间,分别计算电流各区间的引雷范围及雷击跳闸率,总的雷击跳闸率为各区间跳闸率之和,克服了以往方法中引雷范围取为固定值的缺陷;感应过电压计算选择Rusck模型及在此基础上提出的考虑土壤电阻率的计算公式。利用提出的方法计算了典型线路的雷击跳闸率,并分析了影响雷击跳闸率的主要因素。
通过对雷电感应过电压、雷击跳闸率的计算分析,结合配电线路建设实际,主要分析安装避雷器前后配电线路雷电过电压、雷击跳闸率的变化,同时提出通过提升线路绝缘化和安装接地的方式进一步提升配电线路防雷效果。
感应过电压计算主要包括空间电磁场计算与耦合方程求解两步。雷电电磁场计算中,雷电基电流波形选择Heidler函数,回击模型选用电流随指数衰减的改进传输线模型MTLE。选取了垦利区多条10kV架空线路作为实例。运用二阶时域有限差分法(Finite Difference Time Domain,FDTD)求解Agrawal场线耦合模型计算感应过电压;分析了单导线线路感应过电压的特征及影响因素。针对实际复杂配电系统,使用相模变换和特征线法对Agrawal耦合模型进行分析,推导了不考虑大地电导率时多导线感应过电压在电磁暂态软件中的仿真模型;结合二阶FDTD与电磁暂态软件的电路接口,提出了考虑大地电导率时多导线感应过电压的仿真模型。该模型可以分析线路分支、安装避雷器及复杂配电系统的感应过电压。
提出了一种架空配电线路雷击跳闸率计算方法,并结合垦利区实际线路雷击跳闸情况进行了实例计算分析。将雷电流幅值范围按1kA分成多个区间,分别计算电流各区间的引雷范围及雷击跳闸率,总的雷击跳闸率为各区间跳闸率之和,克服了以往方法中引雷范围取为固定值的缺陷;感应过电压计算选择Rusck模型及在此基础上提出的考虑土壤电阻率的计算公式。利用提出的方法计算了典型线路的雷击跳闸率,并分析了影响雷击跳闸率的主要因素。
通过对雷电感应过电压、雷击跳闸率的计算分析,结合配电线路建设实际,主要分析安装避雷器前后配电线路雷电过电压、雷击跳闸率的变化,同时提出通过提升线路绝缘化和安装接地的方式进一步提升配电线路防雷效果。