输电线路综合防雷措施及技术经济性研究

摘要

雷击是造成输电线路跳闸的重要原因，提高线路耐雷水平可以有效降低雷击跳闸率，为了保证供电的可靠性，需采取必要的防雷措施，同时满足防雷改造工程的技术经济性要求。
　　本文首先讨论了输电杆塔等值电感模型和波阻抗模型的差异，建立了更符合实际的4种典型220kV单回输电杆塔的Hara无损多波阻抗模型，利用ATP-EMTP程序对雷电流作用下典型杆塔的冲击特性进行仿真，仿真研究雷击塔顶时接地电阻大小、线路绝缘、氧化锌避雷器和耦合地线对线路反击耐雷水平的影响。为了提高线路反击耐雷水平，分析讨论了增强线路绝缘的方法、氧化锌避雷器的配置方式和耦合地线的安装高度。对于绕击雷防护，除了反击雷防护的常用手段之外，通过分析避雷线与避雷针保护效果上的差异，考虑在避雷线上和杆塔边相横担上安装水平侧针，可以屏蔽输电杆塔附近的绕击危险区，计算得到不同长度侧针的有效保护距离，提出了220kV典型杆塔线路防绕击针的安装策略。根据现有的防雷措施，基于改进的三标度层次分析法，对某段220kV线路的各种防雷措施进行技术经济性分析，确定出防雷改造的优先顺序。
　　通过研究发现:雷击塔顶时，除干字型塔外，其余3种典型输电杆塔的边相反击过电压高于中间相，降低杆塔接地电阻或在边相同时安装氧化锌避雷器能显著改善线路耐雷性能，增加绝缘子片数和安装耦合地线可以不同程度地提高线路耐雷水平。计算表明，杆塔横担上安装的水平侧针的有效保护距离要远大于避雷线上安装的水平侧针的有效保护距离;对于单回输电线路降低绕击概率而言，首先考虑在边相横担上安装水平侧针，另外在避雷线上安装少量的水平侧针就能够有效屏蔽绕击危险区，本文最后确定出某段220kV线路防雷改造的优先次序为:降低杆塔接地电阻、各相增加两片绝缘子、边相同时安装氧化锌避雷器、架设耦合地线、安装防绕击侧针。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 本课题的研究背景与意义

1．2 国内外研究现状分析

1．2．1 输电线路防雷保护发展

1．2．2 输电线路防雷计算方法

1．2．3 输电线路杆塔模型研究现状

1．3 本论文主要的研究内容

第二章 输电线路杆塔的无损多波阻抗模型

2．1 概述

2．2 4种典型输电杆塔的模型建立

2．3 本章小结

第三章 输电线路反击耐雷水平影晌因素研究

3．1 输电线路耐雷性能计算模型

3．1．1 输电线路模型

3．1．2 接地电阻模型

3．1．3 感应电压模型

3．1．4 绝缘子串闪络模型

3．1．5 雷电流模型

3．1．6 避雷器模型

3．2 应用ATPDraw搭建4种典型输电杆塔线路雷击仿真模型

3．3 杆塔接地电阻与耐雷水平的关系

3．4 线路绝缘对耐雷水平的影响

3．5 氧化锌避雷器的安装规则讨论

3．6 耦合地线对耐雷水平的影响

3．7 本章小结

第四章 输电线路雷电绕击计算与防护措施分析

4．1 概述

4．2 避雷线与避雷针对绕击雷防护的效果分析

4．3 避雷线上安装水平侧针的保护原理

4．4 杆塔横担上安装水平侧针保护原理

4．5 电气几何模型中击距系数的选取

4．6 水平侧针应用效果分析

4．6．1 避雷线水平侧针应用效果分析

4．6．2 横担水平侧针应用效果分析

4．7 防绕击针安装策略

4．8 本章小结

第五章 基于改进层次分析法的防雷改造措施评估模型

5．1 三标度改进层次分析法

5．2 三标度改进层次分析法一致性检验

5．3 防雷改造措施的层次评估模型

5．4 本章小结

第六章 输电线路综合防雷措施的技术经济性比较

6．1 某地220kV线路简介

6．2 防雷措施的选择

6．3 防雷措施的技术经济性比较

6．4 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 不足与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文