同塔双回特高压输电线路防雷研究

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进入新世纪以来,我国能源分布与经济发达地区对负荷的需求极为不平衡的矛盾,促使我国电力工业大力发展高电压等级、超大容量、长距离输送的特高压交流输电线路。然而,根据国内外输电线路的实际运行统计资料表明,架空输电线路的电压等级越高,输电线路因遭受雷击而引起的跳闸数占线路总跳闸数的比重也会越高。因此,对特高压输电线路如何进行防雷设计,是我国电力工作者面临的亟待解决的问题。本文针对我国特高压交流输电线路的发展趋势,对1000kV特高压同杆双回交流输电线路的防雷性能展开研究。本文利用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件建立了针对1000kV特高压同杆双回交流输电线路特性的反击仿真模型。在模型建立的过程中充分考虑了特高压交流输电线路典型杆塔的结构特点,选择了杆塔不同位置视在波速不同的多波阻抗模型;雷电流冲击接地电阻时呈现的非线性的特征;雷电流击中输电线路杆塔塔顶时,导线中工频电压波形的随机特性;应用概率统计的方法确定1000kV特高压同杆双回交流输电线路的反击耐雷水平。与此同时,本文还分析了影响1000kV特高压同杆双回交流输电线路反击耐雷性能的各个因素。其中,杆塔冲击电阻对输电线路反击耐雷性能的影响最为敏感;双回输电线路逆相序排列运行时的反击耐雷水平要优于正相序排列;档距之间的大小对线路反击耐雷性能的影响可以忽略不计;工频电压对反击耐雷性能也有一定的影响。本文最后在对线路的绕击跳闸率进行分析计算时,使用引入击距系数k和地面倾角θ两个参数后改进的电气几何模型;并引入受雷宽度受雷电流幅值大小的影响与击距相关的观点,修正了规程法受雷宽度计算结果过大的问题。对线路绕击率的计算结果分析表明:线路等效受雷宽度总体而言随着击距系数k的增大而减小,它是伴随地面倾角θ的取值由小变大而越发的明显;绕击跳闸率受击距系数k的取值影响较大,随k值选取的增大而减小。
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