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《重庆大学》 2009年
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特高压直流输电线路耐雷性能分析方法研究

伏进  
【摘要】:根据国外的统计资料:架空输电线路的雷击跳闸率占其总跳闸率的份额随着标称电压的提高而增加,对超高压线路达到20%~35%;俄罗斯对埃基巴斯图兹~科克切塔夫总长为494km的1150kV特高压线路在1985~1992年间的雷电活动情况统计研究表明,雷电跳闸数约占整条1150kV特高压线路总跳闸数的94%。随着我国“西电东送、南北互供、全国联网”电力发展战略的实施以及交流1000kV级和直流±800kV级特高压输电系统的建设,如何保障超特高压输电线路的安全运行已成为我国电力系统安全运行亟待解决的关键难题。众所周知,我国属于雷电活动强烈的国家,超特高压输电线路走廊大都要穿越雷电活动强烈的地区,同时还面临西部地区高土壤电阻率所带来的杆塔接地问题。因此,如何进行超特高压输电线路杆塔的设计以满足线路防雷和接地的要求,是提高超特高压输电系统可靠性的关键难题。本文在对雷击输电线路的反击和绕击物理过程的分析基础上,分别对计及冲击电晕的特高压直流线路反击耐雷计算模型和反击耐雷性能、基于杆塔接地装置散流特性提高反击耐雷性能的措施和基于先导分形发展模型的特高压直流线路雷电屏蔽性能进行了系统深入研究,通过理论研究和试验分析,本文得到的主要结论有: (1)基于ATP-EMTP软件,建立了特高压直流输电线路的反击耐雷水平计算模型,通过分析冲击电晕对导线的耦合作用基本原理建立了计及冲击电晕影响的反击耐雷性能电磁暂态分析方法,同时考虑了杆塔的多波阻抗特性、冲击接地电阻特性和绝缘子的先导闪络发展过程特性,使得建立的反击耐雷水平计算模型更符合雷直击杆塔产生反击的物理过程。本文利用此模型对特高压直流输电线路典型杆塔在不同条件下反击耐雷水平的计算结果表明:随着线路接地电阻的减小,绝缘水平的提高,杆塔高度的降低,线路反击耐雷水平可明显提高; (2)针对高土壤电阻率地区的杆塔接地电阻过高影响反击耐雷性能的问题,基于量纲相似性原理,通过对不同杆塔接地体冲击散流特性的试验研究,得到了接地极上不同位置轴向电流分布和不同结构典型接地极在冲击电流作用下的表面散流规律,提出了特高压直流输电线路高土壤电阻率地区的杆塔接地措施; (3)基于云地闪与长空隙间隙的相似性理论,首次提出了利用分形发展理论描述先导发展过程中的确定性和随机性因素,研究了先导发展通道的分形特性,建立了绕击发展过程分形特性的仿真模型,通过对先导发展过程的空间电场计算,结合分形理论,确定超特高压输电线路的上行先导起始判据,实现了先导发展过程中分形特性的数值模拟,建立了适合杆塔较高情况下的特高压直流线路的先导分形发展模型; (4)基于先导分形发展模型,分析了雷电流的绕击概率空间,并提出了特高压直流输电线路的屏蔽失效率和绕击闪络率的计算方法;对特高压直流线路的雷电屏蔽性能的分析结果表明:保护角和杆塔高度均对线路的雷电屏蔽性能有重要的影响,对于特高压线路高杆塔,可采用负保护角来防止绕击;
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TM862

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
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3 刘亚东;输电线路分布式故障测距理论与关键技术研究[D];上海交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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2 隋彬;500kV超高压输电线路耐雷水平影响因素研究[D];西南交通大学;2011年
3 吕鑫昌;雷击上行先导起始机制与建模方法研究[D];山东大学;2012年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 李勇;丁凡;满军;邵森寅;;线性力马达低功耗设计方案研究[J];兵工学报;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 张剑涛;;变电站接地电阻与测量[A];2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C];2011年
4 戴斌;;基于粒子群优化支持向量机的过电压分层识别研究[A];2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C];2011年
5 马德收;;配电网10kV母线TV熔断器熔断原因分析[A];2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C];2011年
6 张毅诚;;风电机组防雷与接地分析[A];2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C];2011年
7 张宪标;汪沨;乐孟常;戴涛;;采用PIC法SF_6/N_2混合气体中绝缘子沿面放电特性仿真[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
8 吴义纯;;基于EMTP的操作过电压仿真[A];第三届安徽自然科学学术年会安徽省电机工程学会2005年学术年会论文集[C];2005年
9 杜永平;曹新义;李友忠;王海冰;;220kV线路耦容铁磁谐振的理论分析及处理[A];第十五届华东六省一市电机工程(电力)学会输配电技术研讨会论文集[C];2007年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓鹤鸣;雷电冲击电压下两相体放电特性研究[D];华中科技大学;2010年
2 张璞;多直流馈入受端交流电网继电保护动作特性研究[D];华南理工大学;2010年
3 依成武;新型横向极板电除尘器研究[D];江苏大学;2010年
4 张峰;输电线路行波故障测距优化算法研究[D];山东大学;2010年
5 胡亮;基于边界法向磁通密度逐点测量的无旋磁场重构方法及其应用[D];浙江大学;2010年
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7 王春莹;聚酯低温等离子体表面改性及喷墨印花应用性能研究[D];江南大学;2011年
8 何柏娜;特高压线路单相接地故障开断后瞬态特性研究[D];沈阳工业大学;2011年
9 杨大晟;移动基站电源电涌保护器研究[D];北京交通大学;2011年
10 黄红瑕;复杂媒质中瞬态电磁场快速算法的研究[D];华北电力大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘鹏;煤粉永磁强磁滤器的研究[D];河南理工大学;2010年
2 李新蕾;金属磁记忆检测机理的试验研究与有限元仿真[D];南昌航空大学;2010年
3 张玉佳;特高压交直流系统相互作用问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 刘忠伟;选相投切特高压线路抑制操作过电压研究[D];大连理工大学;2010年
5 高新智;水电站接地问题改造措施研究[D];长沙理工大学;2010年
6 李雷;接地参数计算与接地网频率响应特性下的研究[D];长沙理工大学;2010年
7 陈国盛;中压配电网过电压保护与绝缘配合标准探讨[D];长沙理工大学;2010年
8 仇炜;贵州110kV石平输电线路综合防雷研究[D];长沙理工大学;2010年
9 陈晶;高效高压异步电动机铁心损耗和附加损耗的分析计算[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 张海凤;特高压直流控制系统研究[D];华南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕英华;;同轴电缆转移阻抗测试方法的研究[J];北京邮电学院学报;1981年02期
2 范红波;张英堂;李国璋;程远;;基于奇异值分解的电感式磨粒传感器信号降噪方法研究[J];传感技术学报;2010年08期
3 肖国斌;应用线路避雷器提高交流输电线路耐雷水平的研究[J];电瓷避雷器;2003年05期
4 任晓娜,吴广宁,付龙海,李增;采用避雷器后输电线路仿真模型的建立及应用现状[J];电瓷避雷器;2005年05期
5 李瑞芳;吴广宁;马御棠;樊春雷;;特高压交流输电线路耐雷水平相关因素研究[J];电瓷避雷器;2009年03期
6 李瑞芳;吴广宁;曹晓斌;马御棠;刘平;;考虑雷电入射角后电气几何模型的改进[J];电瓷避雷器;2009年04期
7 马御棠;吴广宁;张星海;苏杰;曹晓斌;李瑞芳;;地形对输电线路最大绕击雷电流的影响[J];电瓷避雷器;2010年01期
8 王春杰;祝令瑜;汲胜昌;张乔根;;高压输电线路和变电站雷电防护的现状与发展[J];电瓷避雷器;2010年03期
9 敬海兵;张彼德;邓浩;张俊;胡小行;;线路避雷器对1000kV交流输电线路耐雷水平的影响分析[J];电瓷避雷器;2011年03期
10 董新洲,葛耀中,徐丙垠;输电线路暂态电流行波的故障特征及其小波分析[J];电工技术学报;1999年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李东铭;雷电电磁场以及架空导线雷电感应过电压计算分析[D];华中科技大学;2011年
2 陈国庆;交流输电线路绕击仿真模型及同杆双回耐雷性能的研究[D];重庆大学;2003年
3 文武;感应雷电磁干扰及其防护研究[D];武汉大学;2004年
4 宋庭新;基于网格计算的雷电电磁环境仿真[D];华中科技大学;2005年
5 季涛;基于暂态行波的配电线路故障测距研究[D];山东大学;2006年
6 马士聪;利用暂态信号的小电流接地故障距离识别技术[D];山东大学;2008年
7 邬林勇;利用故障行波固有频率的单端行波故障测距法[D];西南交通大学;2009年
8 邹贵彬;输电线路积分型行波方向纵联保护研究[D];山东大学;2009年
9 孙波;基于暂态信息的配电网单相接地故障定位技术研究[D];山东大学;2009年
10 刘辛;光频段雷电探测技术的研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王孔森;输电线路动态容量系统应用分析及其风险评估方法[D];上海交通大学;2012年
2 李信;高压输电线路氧化锌避雷器技术原理和应用方案的研究[D];华北电力大学;2001年
3 李晓岚;击距系数及基于电气几何模型的输电线路绕击跳闸率计算的研究[D];华中科技大学;2005年
4 方敏;基于小波理论的行波故障测距研究[D];南昌大学;2006年
5 伍枝培;同塔双回500KV线路的防雷性能的研究[D];贵州大学;2005年
6 胡鑫;行波测距中测距波速的实时测量方法研究[D];四川大学;2006年
7 蒋涛;基于暂态行波的输电线路故障测距研究[D];东南大学;2005年
8 郭方正;双端行波故障测距方法的深入研究[D];山东大学;2007年
9 纪叶生;特高压输电系统的过电压分析及限制研究[D];贵州大学;2007年
10 钟庭剑;基于行波法输电线路故障测距的研究及其实现方案[D];南昌大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 赵淳;阮江军;陈家宏;谷山强;;三维激光扫描技术在输电线路差异化防雷治理中的应用[J];电网技术;2012年01期
2 赵淳;阮江军;李晓岚;谢耀恒;黄道春;谷山强;;输电线路综合防雷措施技术经济性评估[J];高电压技术;2011年02期
3 李永福;司马文霞;陈林;杨鸣;覃彬全;;基于雷电定位数据的雷电流参数随海拔变化规律[J];高电压技术;2011年07期
4 赵淳;陈家宏;王剑;阮江军;谷山强;李晓岚;;电网雷害风险评估技术研究[J];高电压技术;2011年12期
5 司马文霞;李永福;杨庆;袁涛;覃彬全;;改进网格法及其在雷电参数统计中的应用[J];高电压技术;2012年08期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 赵淳;谷山强;童雪芳;吴焯军;卢泽军;张思寒;;多层次电网雷害风险评估体系研究[A];第28届中国气象学会年会——S13雷电物理、监测预警和防护[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈林;雷电全时空监测系统在超高压电网应用中的关键技术研究[D];重庆大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 马御棠;地形参数与雷电活动特征对输电线路绕击性能影响的研究[D];西南交通大学;2011年
2 任海燕;500kV同塔双回交流输电线路综合防雷性能研究[D];广西大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈国庆;交流输电线路绕击仿真模型及同杆双回耐雷性能的研究[D];重庆大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙萍;220kV新杭Ⅰ回线1961~1994年雷击闪络跳闸分析[J];电网技术;2001年02期
2 彭建宁;王瑾;何志强;白文礼;;固原电网输电线路雷击的防治[J];宁夏电力;2009年05期
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4 张志劲;廖瑞金;司马文霞;;用行波法分析110kV荆含线路的反击耐雷性能[J];电工技术;2001年11期
5 刘浩,常树生,刘云,任泽军,刘滨涛,殷小祥;500kV同杆双回线路雷电反击性能的研究[J];东北电力学院学报;2005年04期
6 朱盛强;束洪春;徐波;;超高压输电线路的雷击识别[J];云南电力技术;2009年06期
7 康宇斌;卞玉萍;;向家坝—上海±800kV特高压直流输电线路的检测与运行维护[J];华东电力;2011年01期
8 吴克谦;刘卫红;郭开禄;聂新华;;负角保护针在降低220kV线路雷电绕击方面的应用[J];江西电力;2007年03期
9 柴雅静;周文俊;李雪;刘小冬;苏红梅;;500kV交流同塔四回输电线路反击耐雷性能[J];石油化工高等学校学报;2007年03期
10 李金霞;高明伟;王强;;浅谈输电线路的雷电绕击及防护措施[J];科技广场;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨兴旺;;高压输电线路主动防雷——杆塔顶部安装可控放电避雷针有效防雷可行性探讨[A];华东六省一市电机(电力)工程学会输配电技术研讨会2004年年会论文集[C];2004年
2 殷健;;输电线路防止冰害事故的对策思考[A];2008年抗冰保电优秀论文集[C];2008年
3 殷健;;输电线路防止冰害事故的对策思考[A];2008年抗冰保电技术论坛论文集(一)[C];2008年
4 林铍德;金勇根;鲍新宇;;500KV咸梦线输电线路覆冰影响分析计算[A];第26届中国气象学会年会气象灾害与社会和谐分会场论文集[C];2009年
5 叶建军;刘桂雄;洪晓斌;陈铁群;;基于GPRS的输电线路多参量远程采集系统[A];广州市仪器仪表学会2009年学术年会论文集[C];2010年
6 李小陆;周文俊;路遥;;输电线路上移动感应取能装置的研制[A];湖北省电工技术学会2004年学术年会论文集[C];2004年
7 张志英;曹柏民;张贵喜;;无间隙线路型(带脱离器)金属氧化物避雷器的应用[A];江西省煤炭工业协会、江西省煤炭学会第九次优秀论文评选[C];2006年
8 王禹;曲绍勇;;关于输电线路防雷的一点认识[A];山东电机工程学会第五届供电专业学术交流会论文集[C];2008年
9 魏朝志;;基于特殊环境的输电线路岩石类基坑开挖的施工探索[A];贵州省电机工程学会2007年优秀论文集[C];2008年
10 刘厚健;张旭红;;中国首条750kV输电线路的地质环境稳定性研究[A];中国地质学会工程地质专业委员会2007年学术年会暨“生态环境脆弱区工程地质”学术论坛论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 王拉田 实习生 王蓉;农网改造改亮宝鸡农村[N];宝鸡日报;2006年
2 通讯员 曹宇辉;上饶将再建一条220千伏输电线路[N];中国电力报;2006年
3 本版编辑 吴珊 黄桂珍 李清 冠宝刚 李东红 沈应维;电网安全责任重于泰山[N];华中电力报;2006年
4 记者 邓少华 通讯员 董文泽;攻坚克难推进电网建设 全力满足群众用电需求[N];宁波日报;2007年
5 刘长江 杨朝儒 矫健 李淑艳;在麦罗维搭建“光明之路”[N];中国石油报;2007年
6 郑友良姚胜利;蚌埠供电积极应对雾霾天气[N];中国电力报;2007年
7 张朝晖;湖南电网首次使用直升机巡线[N];华中电力报;2007年
8 吕东;保护不力 所长要辞职[N];人民公安报;2007年
9 国网北京电力建设研究院 于钦刚;极端冰害气象的监测与预警[N];中国电力报;2008年
10 本报记者 姜力祺 姚雷 刘津;罕见覆冰舞动 电网不可承受之重[N];国家电网报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 伏进;特高压直流输电线路耐雷性能分析方法研究[D];重庆大学;2009年
2 陈国庆;交流输电线路绕击仿真模型及同杆双回耐雷性能的研究[D];重庆大学;2003年
3 杨勇;架空输电线路雷电监测及雷击杆塔暂态特性分析[D];重庆大学;2012年
4 刘亚东;输电线路分布式故障测距理论与关键技术研究[D];上海交通大学;2012年
5 任丽佳;基于导线张力的动态提高输电线路输送容量技术[D];上海交通大学;2008年
6 王韶;基于PC机群的大电力系统可靠性评估模型及并行处理研究[D];重庆大学;2004年
7 孙向飞;合闸行波与变压器和应涌流特征新探及相关保护问题研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
8 王少华;输电线路覆冰导线舞动及其对塔线体系力学特性影响的研究[D];重庆大学;2008年
9 孔德怡;基于动力学方法的特高压输电线微风振动研究[D];华中科技大学;2009年
10 吴大立;输电线路保护新原理及实现技术的研究[D];华中科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 植芝豹;柳州电网输电线路防雷研究与实践[D];广西大学;2005年
2 钟炯聪;高压输电线路综合防雷措施的分析与探讨[D];华南理工大学;2010年
3 樊春雷;重雷区域输电线路耐雷水平影响因素的研究[D];西南交通大学;2009年
4 李晓岚;击距系数及基于电气几何模型的输电线路绕击跳闸率计算的研究[D];华中科技大学;2005年
5 徐谋;基于小波分析的输电线路故障诊断[D];武汉理工大学;2006年
6 胡广生;输电线路雷电污闪分析及防范措施[D];河海大学;2006年
7 范作杰;输电线路鸟害研究及驱鸟装置的研制[D];内蒙古大学;2006年
8 龙玉海;红河电网地理信息系统的应用和研究[D];昆明理工大学;2007年
9 冀莉莉;基于虚拟现实的输电线路信息管理[D];华北电力大学(河北);2008年
10 武立峰;复合绝缘子典型故障分析及防范措施[D];华北电力大学(河北);2009年
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