收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

雷电先导分形模型及线路耐雷性能评估方法的研究

李建标  
【摘要】:近年来,随着我国交直流特高压线路相继投入运行,“西电东送,南北互供,全国联网”这一电力发展战略的实施得到不断深化,使得我国电网安全稳定运行的要求日益提高。而输电线路的雷击跳闸故障是影响电网安全供电的一个难题,如何提高电网的耐雷性能,减少输电线路的雷击跳闸次数,已成为保障我国电力网络安全运行的重要措施。面对当今电网快速的发展,输电线路雷害事故又显现出新的特点。一方面,与传统输电线路相比,超特高压输电线路具有高运行电压、大杆塔结构尺寸和长距离大跨越输电的特点,使得输电线路的雷击风险急剧提高。另一方面,由于各区域线路走廊地形地貌、雷电活动参数、电压运行等级以及各线路段结构参数有所不同,使得我国线路防雷问题及雷电防护需求呈现出明显的差异性。而国内外超特高压输电线路运行经验表明,由于线路的绝缘水平较高,绕击是造成线路雷击跳闸事故的主要原因。因此,开展输电线路雷电屏蔽模型及其耐雷性能评估方法的研究,综合考虑线路运行电压、雷电活动水平、地形地貌、杆塔结构等因素准确分析高压输电线路的绕击耐雷特性,对输电线路的防雷设计及雷击跳闸事故研究起至关重要的作用。目前虽然已有多种输电线路屏蔽模型及耐雷性能评估方法,但是如何有效描述雷击线路发展过程的概率统计特性及非标准雷电波下绝缘子串闪络特性等问题依然是线路绕击闪络率评估方法有待解决的研究难点。因此,本文从上述两个问题着手,以期找到一种更符合雷电绕击线路闪络过程的线路耐雷性能评估方法,为实施线路的绕击风险评估及绕击事故分析提供理论工具。 基于对雷云放电过程的观测可知,雷电放电通道具有显著的分形特性。为此,本文从分形几何学出发,深入开展了自然雷云放电路径的分形特性以及雷电先导分形发展模拟方法的研究。为使模型所仿真的雷电先导路径与自然雷电先导传播特性相接近,本文利用盒维数法对不同分形参数η值下雷电模拟路径的分形维数进行计算,并依据自然雷电发展路径分形维数的变化范围对该参数进行了校正。同时采用模拟电荷法建立了雷击线路过程的动态电场计算模型,模型考虑了雷电先导分支、线路运行电压以及起始后的上行先导对雷电发展空间以及输电线路表面电场的影响。在此基础上,将雷电先导分形发展模拟方法应用到传统雷电先导发展模型中,建立了雷电先导分形模型。 输电线路绝缘子串的雷击闪络特性对线路绕击耐雷性能评估起着至关重要的作用。而自然云地闪电的波形参数波动范围极大,使得雷电波波形参数对线路绝缘子雷电冲击闪络特性的影响不可忽视。为此,本文利用电压积分法(The disruptiveeffect method,简称为DE法)对线路绝缘子串在不同雷电波下的伏秒特性变化规律及其在线路绕击耐雷性能分析中的应用进行了研究。本文分析了传统DE法不同模型参数组合对绝缘子串伏秒特性重构曲线的影响,并提出了一种新的DE参数选取方法使重构曲线更能反应实际绝缘子的伏秒特性分布规律。并通过与试验数据进行比对的方式,对该方法在不同雷电波下伏秒特性重构曲线的有效性进行了验证。 本文利用提出的雷电先导分形模型开展了输电线路的雷电屏蔽性能研究。研究结果表明,输电线路的侧面屏蔽失效区域呈现出概率分布的特性,其绕击概率与雷电流幅值以及侧面落雷距离相关。此外,首次提出了采用输电线路空间绕击概率曲线对输电线路的雷电屏蔽性能进行分析。研究结果表明:这种分析方法可以有效地反映出空间分布对输电线路雷击的影响,能够更准确地、全面地对雷击导线事故进行分析。与此同时,输电线路绕击闪络率的计算不仅与线路的雷电屏蔽性能相关,还与绝缘子串的闪络特性相关。因此,本文将雷电先导分形模型与改进DE法相结合,提出一种同时考虑雷电绕击概率统计特性及雷电波参数波动性的输电线路绕击闪络率评估方法。并通过雷击线路模拟试验研究以及现有的超特高压线路雷害运行数据对本文模型及其评估方法进行了验证。此外,本文还对多条目前运行的输电线路其绕击耐雷性能进行了评估,计算结果表明,我国的典型特高压输电线路其绕击率在0.14次/100km·a以内,基本可满足线路运行的要求;而对于日本特高压同塔双回线路,由于其杆塔设计高度较高,且采用双回线路输电方式,绕击率达到了1.2635次/100km·a。因此,还需采用其它防雷改进措施提高线路雷电屏蔽性能,降低线路绕击率。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张冠军,黎季勋,严璋;石油贮罐的防雷计算及实验[J];电工电能新技术;1999年01期
2 王惠忱;全屏蔽防雷装置[J];东北电力技术;1997年05期
3 张志劲,廖瑞金,孙才新;500kV同杆双回输电线路耐雷性能分析[J];重庆大学学报(自然科学版);2003年07期
4 陈国庆,张志劲,孙才新,司马文霞;输电线路耐雷性能计算方法的研究现状分析[J];重庆大学学报(自然科学版);2003年05期
5 黄克俭;周文俊;黄小彦;涂山山;胡双伟;杨足明;;架空线路雷电感应过电压估算与分析[J];气象科技;2009年06期
6 王东生;雷电防护及等电位接地的探讨与应用[J];建筑电气;2000年03期
7 司马文霞;李建标;杨庆;袁涛;伏进;;雷电先导分形特性及其在特高压线路耐雷性能分析中的应用[J];高电压技术;2010年01期
8 王惠忱;雷电绕击机理分析[J];高电压技术;1999年03期
9 张剑飞;;滚球半径在防雷设计中的应用[J];安防科技;2011年06期
10 赵智大;高压直流架空线路的耐雷性能分析与防雷保护[J];浙江大学学报(工学版);1984年04期
11 M.Nayel;赵杰;何金良;蔡宗远;王琦;;空气密度和湿度对雷电击距的影响[J];南方电网技术;2007年02期
12 杨翠芳;;线路避雷器(针)在输电线路防雷中的应用[J];中国科技信息;2010年19期
13 谢庆华;陈涌;;雷电防护及等电位接地的探讨与应用[J];安防科技;2007年02期
14 谢庆华;刀一峰;洪新建;;防雷保护及等电位接地的探讨与应用[J];广东输电与变电技术;2007年03期
15 魏本刚;傅正财;袁海燕;任晓明;;改进先导传播模型法500kV架空线路雷电绕击分析[J];中国电机工程学报;2008年25期
16 宁咏梅;;线路所道岔纳入相邻车站联锁的方案研究[J];铁路通信信号工程技术;2009年01期
17 周钧;打通“卡脖子”区段 强化京沪干线能力——浅议K831线路所至蚌埠站增建二线扩能项目[J];上海铁道科技;2000年04期
18 何永发;“一站二所”区域性计算机联锁系统[J];铁道通信信号;2004年01期
19 何金良;赵杰;M.Nayel;蔡宗远;;导线电压对电气几何模型的雷电击距的影响[J];南方电网技术;2007年01期
20 张瑚;黄欲成;何妍;马丽山;;计及风偏和地面倾角的线路绕击耐雷性能研究[J];电力科学与工程;2010年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑哲人;杨庆;杨利彬;司马文霞;袁涛;;220kV同塔四回输电线路反击耐雷性能研究[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年
2 黄克俭;周文俊;黄小彦;涂山山;胡双伟;杨足明;;架空线路雷电感应过电压的估算与分析[A];2008年湖北省气象学会学术年会学术论文详细文摘汇集[C];2008年
3 王茂成;;对1000kV单回特高压交流线路绕击防雷保护的思考与研究[A];山东电机工程学会第四届供电专业学术交流会论文集[C];2007年
4 娄磊;孙士年;;500kV输电线路防舞动探讨[A];山东电机工程学会第四届供电专业学术交流会论文集[C];2007年
5 陈宙平;余寿全;;110kV燕江线雷击事故统计分析与防雷保护措施[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(中册)[C];2008年
6 谢鹏浩;刘尚合;;我国雷电分布灰度及其危害防护[A];中国物理学会静电专业委员会第十三届学术年会论文集[C];2006年
7 刘昌平;何志强;黄忠培;张志劲;蒋兴良;胡建林;;超特高压输电线路杆塔击距系数的研究[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年
8 于长春;郭华;;500千伏直流输变线路航磁异常特征及磁环境影响[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
9 ;杭州快速公交一号车辆选购情况简介[A];中国巴士快速交通营运实践大会、城市公交环保节能学术研讨会论文集[C];2006年
10 刘东;马仪;陈磊;赵明;许丹莉;王毅楠;;500kV紧凑型线路雷电反击特性的计算研究[A];2011年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李建标;雷电先导分形模型及线路耐雷性能评估方法的研究[D];重庆大学;2012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 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
4 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
5 丁辉;VSC-HVDC与平行架设交流线路电磁感应分析及抑制策略研究[D];华北电力大学(北京);2010年
6 龙飞;基于WAMS的矿井电网参数关联保护系统的研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
7 郑顾平;配网自动化系统小电流接地故障定位方法[D];华北电力大学;2012年
8 杨明海;配电系统协调供电模型研究[D];天津大学;2011年
9 王博;复杂电力系统安全风险及脆弱性评估方法研究[D];华中科技大学;2011年
10 尤少华;基于电晕笼的特高压交流输电线路导线电晖损失特性研究[D];华北电力大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘平;基于雷电监测数据的超高压交流输电线路耐雷性能评估[D];西南交通大学;2010年
2 孙义豪;1000kV/500kV同塔混压四回输电线路耐雷性能研究[D];重庆大学;2011年
3 黎彬;基于电气几何模型的输电线路绕击耐雷性能研究[D];广西大学;2008年
4 冯杰;云广±800kV特高压直流输电线路耐雷性能研究[D];重庆大学;2007年
5 金学军;贵州500kV鸭福输电线路雷电过电压研究[D];重庆大学;2003年
6 杨利彬;考虑冲击电晕的输电线路耐雷性能研究[D];重庆大学;2009年
7 万亦如;特高压输电若干技术研究[D];浙江大学;2012年
8 许志元;山区高压输电线路雷击规律及对策研究[D];广西大学;2008年
9 颜喜平;220kV同塔双回输电线路防雷性能研究[D];长沙理工大学;2009年
10 张志劲;500kV同杆双回输电线路耐雷性能研究[D];重庆大学;2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 赵军;高标准起步 高质量建设 高效率推进[N];人民铁道;2009年
2 记者 张明明 通讯员 肖慧颖 郭志锋;江西公司建立线路监察巡视机制[N];国家电网报;2011年
3 特约记者 唐茹;牛头河大桥抢建工程拉开帷幕[N];人民铁道;2006年
4 何杰税学勤;泸州:兴隆坪十日记事[N];西南电力报;2007年
5 记者 蒋悦飞实习生 杨海涛 通讯员 杨丽媛;线路牌印时刻表 何时发车好清晰[N];广州日报;2008年
6 张明;鹏起云翼为卷舒[N];中国铁道建筑报;2008年
7 杨显军 记者 赵恒;利州供电局全力保障返乡民工用电[N];广元日报;2009年
8 记者 胡艳波 通讯员 寇衢 李相权;伊阿线全线正式开通运营[N];人民铁道;2010年
9 记者 康行远 通讯员 汪江波 王罗;城乡公交年内新增19条线路[N];嘉兴日报;2010年
10 李琛奇;风沙线上的电力线路工[N];经济日报;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978