發(fā)布時(shí)間：2018-04-06 06:06

  本文選題：架空輸電線路　切入點(diǎn)：沖擊電暈　出處：《重慶大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：架空輸電線路是電網(wǎng)的重要組成部分,而雷擊是造成輸電線路故障的主要原因,對(duì)電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行帶來(lái)威脅。雷電過(guò)電壓可能造成絕緣子閃絡(luò)、跳閘等線路故障,尤其在路途險(xiǎn)惡的山區(qū),給線路巡查和檢修工作帶來(lái)極大困難;雷電侵入波還可能損壞變電站內(nèi)的電氣設(shè)備,帶來(lái)更嚴(yán)重的設(shè)備事故。雷電波沿線路傳播時(shí)將出現(xiàn)衰減和變形現(xiàn)象,而沖擊電暈是導(dǎo)致其波形畸變的主要原因。在進(jìn)行線路和變電站的防雷設(shè)計(jì)時(shí),若不考慮沖擊電暈的畸變作用,將因絕緣水平要求過(guò)高而提高設(shè)備成本。因此,研究雷電波的傳播特性對(duì)于絕緣水平的設(shè)定與絕緣配合的改善十分必要。本文從電暈放電的發(fā)展過(guò)程著手,考慮空間電荷的電離、遷移、復(fù)合、附著、擴(kuò)散等物理過(guò)程,改進(jìn)了雷電波作用下電暈放電的二維混合數(shù)值計(jì)算模型,采用由優(yōu)化模擬電荷法求解人工邊界標(biāo)稱電場(chǎng),由有限元法求解泊松方程和由有限體積法求解電子、正負(fù)離子連續(xù)性方程的計(jì)算方式,分析電暈放電過(guò)程中空間電荷對(duì)導(dǎo)線周圍空間電場(chǎng)的畸變作用、導(dǎo)線表面的電暈電流特性,以及空間電荷對(duì)雷電波電荷損失的影響�；趯�(duì)模型計(jì)算結(jié)果與電暈放電過(guò)程中電荷的產(chǎn)生與遷移過(guò)程的分析,本文建立了由若干電容、電阻支路與非線性電導(dǎo)支路并聯(lián)組成的沖擊電暈等值電路模型,并結(jié)合伏庫(kù)特性,計(jì)算得出了模型參數(shù)。通過(guò)對(duì)雷電波傳播過(guò)程中電荷產(chǎn)生與耗散的分析,結(jié)合電暈等值電路模型,本文建立了雷電波作用下輸電線路的集中參數(shù)電路模型,并基于該線路模型提出了一種架空輸電線路雷電波傳播特性的分析方法,即將雷電波的傳播過(guò)程等效為空間上電壓瞬時(shí)值的衰減與時(shí)間上波形的延遲兩部分的疊加,運(yùn)用該方法分析了雷電波傳播過(guò)程中的畸變規(guī)律,以及雷電波極性、波頭時(shí)間和導(dǎo)線參數(shù)等對(duì)雷電波傳播過(guò)程的影響。同時(shí),該分析方法的有效性通過(guò)與文獻(xiàn)中的試驗(yàn)波形對(duì)比得到了證實(shí)。
[Abstract]:Overhead transmission line is an important part of power network, and lightning strike is the main cause of transmission line failure, which threatens the safe and reliable operation of power grid.Lightning overvoltage may cause insulator flashover, tripping and other line failures, especially in the mountainous areas where the road is dangerous, causing great difficulties in line inspection and maintenance; lightning intrusion waves may also damage electrical equipment in substations.Lead to more serious equipment accidents.The phenomenon of attenuation and deformation will occur when the lightning wave propagates along the road, and the shock corona is the main cause of the waveform distortion.In the lightning protection design of lines and substations, if the distortion of shock corona is not considered, the equipment cost will be increased because the insulation level is too high.Therefore, it is necessary to study the propagation characteristics of lightning wave for the improvement of insulation level setting and insulation coordination.Starting from the development of corona discharge and considering the physical processes of ionization, migration, recombination, attachment and diffusion of space charge, the two-dimensional mixed numerical model of corona discharge under the action of lightning wave is improved in this paper.The artificial boundary nominal electric field is solved by the optimized simulated charge method, the Poisson equation is solved by the finite element method and the continuity equation of the positive and negative ions is solved by the finite volume method.The effect of space charge on the electric field around the conductor, the corona current characteristics of the conductor surface and the effect of space charge on the charge loss of lightning wave are analyzed.Based on the results of the model calculation and the analysis of charge generation and migration during corona discharge, a shock corona equivalent circuit model consisting of several capacitors, resistance branches and nonlinear conductance branches in parallel is established in this paper.Combined with the characteristics of the reservoir, the model parameters are calculated.Based on the analysis of charge generation and dissipation in the process of lightning wave propagation and the corona equivalent circuit model, the centralized parameter circuit model of transmission line under the action of lightning wave is established in this paper.Based on the line model, a method for analyzing the propagation characteristics of lightning waves in overhead transmission lines is proposed, which means that the propagation process of lightning waves is equivalent to the superposition of the instantaneous attenuation of voltage in space and the delay of waveforms in time.The law of distortion in the process of lightning wave propagation and the influence of the polarity of lightning wave, the time of wave head and the parameters of conductor on the propagation process of lightning wave are analyzed by using this method.At the same time, the validity of the method is verified by comparing the experimental waveforms in the literature.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM863

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本文編號(hào)：1718284