特高压输电线路雷电绕击的计算与分析

摘要

能源关系到国家经济发展命脉，是国家发展的重要组成部分，同时也是国家安全和社会稳定的重要基石。但是由于我国消费需求和能源供给的不对称性，导致了能源运输成本的增加以及能源利用效率的降低，不利于我国能源利用的长远持续发展。特高压电网的快速发展有利于实现大容量能源的跨地域配置的目标，其具有输电容量大、传输距离远、能源损耗低、占地面积小等优势。在超高压和特高压线路架设和运行的过程中，造成线路故障的主要原因是恶劣天气下的雷击，并且电压等级越高，雷击造成电网故障的可能性越高。 本文主要分析了雷电对特高压输电线路跳闸故障的影响，从该背景出发，说明了避雷屏蔽问题对于特高压线路的重要性，分析了用于计算输电线路绕击率的电气几何模型法的可行性以及计算结果的准确性。并提出了电气几何模型的改进方法，在考虑地面倾斜角的同时引人入击距系数，提高了模型的准确性。此外还提出了适用于同塔多回塔杆的电气几何模型。主要有以下几个部分： （1）分析用于计算线路绕击率的三种方法：暴露弧投影法，暴露距离法和暴露弧比值法进行比较，通过分析比较结果，选择合适的绕击率计算方法。 （2）着重分析了各种因素对输电线路绕击率的影响，例如避雷线高度，输电线路高度，杆塔保护角，地面倾斜角和击距系数等因素。 （3）重点介绍了坐标法和暴露弧为零法的推导和计算方法，并证明了两种方法的有效性。 （4）编写基于VC6.0的软件，分析输电线路等因素对输电线路绕击率的影响程度。 通过分析和研究，结合软件计算不同杆塔形式的输电线路雷电绕击率，并通过对避雷线悬挂点、杆塔高度等因素进行调整控制，完善部分杆塔形式，使得输电线路设计建设过程中既满足基本安全要求，又降低了线路雷电绕击率，提高输送可靠性。

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第一章绪论

1.2国内外研究现状

1.2.1经典电气几何模型法（Electro-GeometricModel，EGM）

1.2.2先导发展模型

1.2.3规程法

1.3本文主要工作

第二章系统中线路绕击率特性分析

2.2EGM法参数设计及公式选择

2.2.2击距表达式选择

2.2.3雷电流计算方法分析

2.2.4地闪密度计算方法

2.3.1根据暴露投影计算方法

2.3.2根据暴露距离计算方法

2.3.3根据比值法计算

2.4绕击率影响因素分析

2.4.1导线高度影响分析

2.4.2避雷线高度影响分析

2.4.3保护角影响分析

2.4.4地面倾斜角影响分析

2.4.5击距系数影响分析

2.5本章小结

第三章最大绕击电流计算及其分析

3.2同塔双回结构输电线路的EGM模型

3.3最大击距计算方法

3.3.1坐标法求解最大击距

3.3.2暴露弧为零法求解最大击距

3.4坐标法和暴露弧为零法求解结果对比分析

3.5本章小结

第四章输电线路绕击跳闸率系统建模仿真计算

4.3系统各模块功能分析

4.3.1运行数据录入

4.3.3数据批量处理

4.4实际算例分析

4.5本章小结

第五章总结与展望

5.2后续展望

参考文献

致谢