基于雷电定位数据的输电线路耐雷水平评估研究

摘要

随着电力负荷增长的需要，电网不断朝着高电压等级、大容量发展，输电线路电压等级越高，暴露面积越大，越易遭受雷击。雷电事故的发生归根结底与雷击点雷电参数分布直接相关。传统统计雷电参数的方法气象站人工统计法，其准确性低，记录雷电参数有限。雷电定位系统监测法已逐步代替气象站人工监测法成为目前最先进的雷电参数监测方法，有效地监测雷击点位置、雷击强度、回击次数等参数。
　　 本文阐述了雷电定位系统监测的数据有效性，初步分析定位误差并提出了相应的对策；建立了基于地理信息系统（Arcgis）的线路走廊法统计雷电参数模型，模型中按照走廊单档距划分法和按照沿线杆塔雷击影响区域统计雷电定位数据参数统计两种方法统计和研究各雷电参数分布规律，统计结果为线路绝缘设计、防雷设计提供原始数据，也为分析线路运行中出现的雷击事故原因，防雷改造的设计提供客观依据与准确的切入点，有利于找出输电线路易击段，对消除线路运行安全隐患具有重要意义。
　　 建立雷击输电线路耐雷水平计算模型，研究输电线路在遭受反击和绕击时的耐雷水平，并对影响输电线路反击和绕击耐雷水平的各因素进行了分析。
　　 编制输电线路雷击风险评估软件。建立基于雷电定位数据的输电线路雷击风险概率评估模型，利用基于耐雷水平计算结果、杆塔附近区域出现危险电流概率及杆塔相对易着雷概率的计算模型作为评估输电线路绕击风险的评估因子，通过GE实现结果的可视化显示。
　　 结果表明：输电线路耐雷性能不仅与输电线路结构和绝缘设计有关，也与输电线路途径区域雷电活动特征密切相关，只有综合考虑输电线路线路和杆塔结构设计、输电线路绝缘配合的方案以及沿线雷电参数的分布情况才能综合评估输电线路耐雷性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 输电线路的雷击危害

1.2 国内外输电线路耐雷水平研究现状评价

1.2.1 输电线路反击耐雷性能研究现状

1.2.2 输电线路绕击耐雷性能研究现状

1.2.3 防雷保护措施的研究

1.3 输电线路耐雷水平研究中的需要

1.4 本课题的研究内容与主要工作

第二章 雷电定位系统及雷电定位数据分析

2.1 雷电定位系统监测原理及误差分析

2.1.1 雷电定位系统构成

2.1.2 雷电定位的测量原理

2.1.3 雷电定位误差分析

2.2 雷电定位数据的实用性研究

2.2.1 雷击次数

2.2.2 雷电极性

2.2.3 雷电流幅值

2.3 输电线路雷击涉及的雷电参数分析

2.3.1 输电线路反击特性

2.3.2 输电线路绕击特性

2.3.3 涉及的雷电参数分析

2.4 小结

第三章 走廊法线路落雷统计模型研究

3.1 走廊法统计线路雷击数据

3.1.1 传统统计方法

3.1.2 走廊法统计线路雷电参数的必要性

3.2 线路走廊法雷电参数统计模型研究

3.2.1 按线路走廊单档距划分法的实现

3.2.2 线路杆塔附近雷电参数统计模型

3.3 走廊法统计的误差分析及对策

3.3.1 走廊法统计的误差分析

3.3.2 走廊法统计误差的对策

3.4 小结

第四章 走廊法线路耐雷水平评估模型研究

4.1 ATP—EMTP计算原理

4.2 计算模型参数模拟

4.2.1 雷电流参数模型

4.2.2 杆塔参数模型

4.2.3 输电线路参数模拟

4.2.4 绝缘子串闪络模拟

4.2.5 工频电压与感应电压模拟

4.2.6 避雷器参数模拟

4.3 走廊法线路反击耐雷水平评估模型

4.3.1 反击耐雷水平评估模型

4.3.2 反击耐雷水平计算结果分析

4.3.3 反击耐雷水平影响因素的研究

4.4 走廊法线路绕击耐雷水平评估模型

4.4.1 绕击耐雷水平计算模型

4.4.2 绕击耐雷水平计算结果分析

4.4.3 最大绕击电流影响因素分析

4.5 小结

第五章 基于雷电定位数据的输电线路雷击风险评估系统的实现

5.1 地理信息系统统计软件的实现

5.1.1 输电线路走廊法单档距雷电参数统计及分析

5.1.2 输电线路杆塔周围区域雷电参数统计及分析

5.2 走廊法线路雷击风险评估软件的实现

5.2.1 数据功能模块

5.2.2 计算功能模块

5.2.3 结果输出功能模块

5.2.4 工程实例结果分析

5.3 小结

5.4 有待进一步深入展开的研究工作

结论

参考文献

攻读硕士期间取得的研究成果

致谢