500kV架空线路氧化锌避雷器安装方案的优化研究

摘要

为满足国民经济对电力负荷日益增长的需要,电网朝着更高电压等级、更大输送容量的方向发展。500kV输电线路作为超高压(EHV)系统的重要组成部分,在电能的输送中发挥着重要的作用。但近年来由于环境污染的加剧,500kV 输电线路因雷击造成跳闸停电事故时有发生,并成为影响线路安全运行的最主要原因之一。为了有效防止雷击事故,降低雷击跳闸率,线路氧化锌避雷器以其自身高度的可靠性和防雷效果的显著性,已在 500kV 线路特别是山区线路中得到大量使用。而如何使线路避雷器的安装方案到达最优,则成为工程应用中急需解决的实际问题。
　　本文结合某典型区域 500kV 电网线路避雷器的应用实践,总结分析了线路避雷器的运行效果,指出了现行安装方案存在的不足。运用电磁暂态仿真软件(ATP-EMTP)和改进电气几何模型对影响500kV线路杆塔线路耐雷水平的相关因素进行了详细分析,同时对线路避雷器在预防雷害事故中的作用进行了总结分析。
　　在上述分析的前提下,综合考虑各影响因素,构建了 500kV 单基杆塔的综合防雷性能模型,并运用多目标决策理论确定了各相关影响因素的权重,以此实现了同一线路不同杆塔耐雷水平的量化。
　　以 500kV 单基杆塔避雷器安装方案模型为基础,建立了整条线路的避雷器安装方案的整体模型,应用遗传算法,建立了整条线路避雷器安装方案优化的目标函数。结合所辖 500kV 线路实例,确定了在投资总额一定的情况下,线路避雷器的最优安装方案。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

引言

1 绪论

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 线路氧化锌避雷器运行中存在的问题

1.4 本文主要研究的内容

2 雷电机理及防雷措施概述

2.1 雷电机理

2.2 线路杆塔防雷原理概述

2.3 输电线路防雷的基本原则及措施

2.4 线路氧化锌避雷器的结构、工作原理

2.5 本章小结

3 500kV线路耐雷水平影响因素分析

3.1 反击耐雷水平影响因素

3.2 线路绕击性能影响因素分析

3.3 线路避雷器对杆塔耐雷水平的影响分析

3.4 本章小结

4 500kV线路单基杆塔综合耐雷水平模型的构建

4.1 某典型区域500kV电网线路氧化锌避雷器应用情况

4.2 500kV线路杆塔耐雷水平建模

4.3 算例分析

4.4 本章小结

5 500kV线路避雷器安装方案的优化

5.1 500kV线路避雷器安装的一般原则

5.2 500kV线路避雷器安装方案建模

5.3 基于遗传算法的线路避雷器安装方案优化

5.4 算例分析

5.5 本章小结

6 结论和展望

6.1 结论

6.2 下一步研究工作

参考文献

致谢

附录1：攻读硕士学位期间发表的部分学术论著

附录2：非线性0-1规划优化模型遗传算法程序