【摘要】：我國電力行業(yè)飛快發(fā)展,配電和輸電線路遍布各地,輸電線路絕緣水平高,架設(shè)高度較高,更容易受到直擊雷的影響;配電線路則更容易受到感應(yīng)雷電的作用。在輸電線路中,每年由于雷擊造成的跳閘事故占事故總數(shù)的一半;配電線路中,有些地區(qū)10kV配電線路一年內(nèi)因感應(yīng)雷過電壓引起的閃絡(luò)故障次數(shù)就高達(dá)近萬次,嚴(yán)重影響供電可靠性,所以對輸電線路和配電線路中雷電過電壓的分析研究具有重要意義。故本文主要對輸電線路和配電線路兩方面遭受雷擊進(jìn)行研究,得出輸配電線路雷電防護(hù)措施及方法。首先,對自然界中雷電放電的機(jī)理和雷擊類型做了詳細(xì)的闡述。介紹輸電線路雷電侵入波計(jì)算中的數(shù)學(xué)模型及各電氣設(shè)備模型,根據(jù)實(shí)際線路參數(shù)計(jì)算等效模型參數(shù)。選擇合適的基電流模型和回?fù)裟Ｐ妥鳛榕潆娋�路感應(yīng)雷電的數(shù)學(xué)模型。基于麥克斯韋方程組對空間中任一點(diǎn)在雷電通道回?fù)綦娏髯饔孟庐a(chǎn)生的電磁場進(jìn)行求解,利用FDTD方法計(jì)算產(chǎn)生的電磁場與傳輸線耦合模型,得出線路上的散射電壓和感應(yīng)電流的迭代公式。隨后,根據(jù)特高壓變電站的基本參數(shù),采用GIS變電站典型的單線-出線斷路器開路和單線-單變-單母兩種運(yùn)行方式作為計(jì)算條件,對變電站遭受不同雷擊方式作用時(shí)站內(nèi)受到的雷電過電壓進(jìn)行計(jì)算。判斷過電壓能否對站內(nèi)設(shè)備絕緣造成危害,并提出避雷器的布置方案,對設(shè)置避雷器后的變電站內(nèi)遭受的雷電侵入波過電壓進(jìn)行計(jì)算,對避雷器方案進(jìn)行校驗(yàn),確定避雷器布置方案,確保變電站安全運(yùn)行。最后,驗(yàn)證感應(yīng)雷過電壓計(jì)算方法的可行性,計(jì)算10kV配電線路上的感應(yīng)雷電過電壓,并改變單一變量,分析大地電阻率、雷電流波形和雷擊點(diǎn)距導(dǎo)線距離等因素對感應(yīng)雷電過電壓的影響。分析不同地線安裝位置對線路三相導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓的抑制效果。為了研究整條配電線路的防雷效果,利用雷擊跳閘率比較架空地線和耦合地線的防雷效果,得出安裝地線的合理位置。又參照不同地區(qū)雷電活動(dòng)的差異性,采用感應(yīng)雷和直擊雷不同比例的方式分析線路的雷電防護(hù)效果,得到合理的配電線路雷電防護(hù)方法。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM863
【圖文】：

雷擊故障的情況的主要是因?yàn)樵馐芰死纂娗秩氩ㄟ^電壓的作用[13-15] 1.1.2 配電線路的雷害配電線路由于分布范圍廣，遍布各個(gè)城鎮(zhèn)，架設(shè)避雷線耗資較大，故大多數(shù)區(qū)域沒有架設(shè)避雷線，其線路的絕緣水平較低，遭受雷擊后很容易發(fā)生絕緣事故 配電線路雷擊主要有以下兩種：其一是直擊雷過電壓，即雷電直接作用于線路上產(chǎn)生的過電壓；另一種是感應(yīng)雷過電壓，是由于雷擊線路附近，雷電電磁場耦合在線路上產(chǎn)生的對于直擊雷，一旦發(fā)生雷電直擊線路，就會(huì)造成線路絕緣閃絡(luò)或擊穿 但直擊雷過電壓導(dǎo)致的故障所占比例很少（不超過 10%），所以在配電網(wǎng)的防雷計(jì)劃中，直擊雷不是防雷的重點(diǎn) 而對于感應(yīng)雷過電壓，其幅值可達(dá)到 400kV，遠(yuǎn)超過了配電線路的耐雷水平，會(huì)造成絕緣子閃絡(luò)事故進(jìn)而使線路跳閘停電 此外，配電線路中感應(yīng)雷發(fā)生的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直擊雷，由于感應(yīng)雷造成的線路跳閘事故經(jīng)常發(fā)生 因此，與輸電線路的防雷側(cè)重點(diǎn)不同，配電線路中，感應(yīng)雷過電壓才是雷電防護(hù)的重點(diǎn)[16-19] 如圖 1所示為配電線路附近的雷擊現(xiàn)象

AZ3Z4Z3Z4ZR RT4RT3rT4rr4h3h2h1hgRa) b)(a) 桿塔示意圖 (b) 桿圖 2.5 桿塔的多波阻抗模型Fig.2.5 Multi-wave impedance model of the towe，絕緣子兩端的電壓會(huì)因?yàn)槔纂娏鞯淖魃W絡(luò) 計(jì)算常采用絕緣子的伏秒特性指絕緣子串上的最大電壓和放電時(shí)間的模擬成一個(gè)電壓控制開關(guān)，當(dāng)兩端的電此代表絕緣子串的閃絡(luò)過程 本文 1000，如圖 2.6 所示

圖 2.7 計(jì)算所用避雷器模型Fig. 2.7 Models of lightning arresters for calculation效模型的流過站內(nèi)設(shè)備時(shí)間極短，在微秒級別，其等效電感，而將設(shè)備的模型設(shè)置為等效電容，站內(nèi)的電氣設(shè)備如斷路器（CB） 隔離開值的入口電容 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，Voribov 等人niC k S 變壓器容量；在 1000kV GIS 中 n 4， k根據(jù)相關(guān)單位給出，容量為 3000MVA，通過 5900pF 的參數(shù) 線路圖等資料，并參照文獻(xiàn)[15]中相關(guān)電氣設(shè)備的入口電容值見表 2.2

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本文編號(hào)：2804930