多回输电线路雷电防护计算方法的研究

摘要

雷击输电线路导致的线路跳闸是电力系统中最为频繁的事故。正因如此,线路雷电防护性能的评估对于电网的稳定运行是十分重要的。
　　规程法、电气几何模型、先导法、蒙特卡洛法等是目前研究和采用较多的计算输电线路绕击跳闸率的方法。本文对电气几何模型中各主要影响因素,如击距、击距系数、工作电压、地面倾角等,进行了分析。同时,针对多回输电线路空间结构复杂的问题,提出了基于扫描法的离散化电气几何模型求解方法。研究了蒙特卡洛法在线路绕击计算中的应用,该方法充分考虑雷击过程中各随机变量的影响,一定程度体现了放电过程的随机性。在国内现有的蒙特卡洛法研究的基础上,加入了雷电先导入射角的影响。针对蒙特卡洛法计算结果存在一定分散性的问题,通过多次仿真测试,给出了较为合理的仿真次数。
　　目前评价输电线路反击的方法有规程法、波阻抗法、电磁场计算等方法。本文主要采用波阻抗法对线路反击性能进行了分析。使用仿真软件建立了杆塔的多层波阻抗模型,采用相交法作为闪络判据。通过于其他文献计算结果的对比,证明了本文中建立的模型的正确性。
　　在上述研究内容的基础上,开发了一套输电线路防雷计算软件。该软件以C++为平台,运用Matlab、ATP等软件对数据进行处理分析,并进行了二次开发。该软件能够对不同电压等级、多种形式的杆塔进行绕击和反击计算。绕击计算采用了规程法、电气几何模型、蒙特卡洛法,反击计算采用了规程法、波阻抗模型的仿真方法。

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1 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 输电线路绕击计算方法简介

1.3 输电线路反击计算方法简介

1.4 全文主要工作

2 电气几何模型及改进

2.1 电气几何模型（EGM）

2.2 基于扫描法的离散化电气几何模型

2.3 暴露弧投影的离散化计算

2.4 算例验证

2.5 本章小结

3 用于输电线路绕击计算的蒙特卡洛法

3.1 蒙特卡洛的原理及在防雷中的应用

3.2 随机变量的选取

3.3 雷击部位及闪络判据

3.4 蒙特卡洛法程序流程及结果分析

3.5 本章小结

4 输电线路反击仿真模型

4.1 反击仿真模型

4.2 仿真模型验证

4.3 本章小结

5 输电线路防雷计算软件开发

5.1 软件总体框架

5.2 绕击计算模块

5.3 反击计算模块

5.4 软件功能及界面设计

5.5 本章小结

6 全文总结

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献