特高压直流输电线路耐雷特性分析研究

发布时间：2019-09-12 03:22

【摘要】：特高压直流输电拥有容量大、距离远、损耗低的送电优势,符合我国基本国情和能源发展战略的需要,其安全运行极其重要。特高压直流输电线路分布广,穿越地区多,可能会发生故障。据统计,在线路故障的各种因素中,雷击占了很大一部分。因此,对其线路的耐雷特性分析研究就很有价值和意义了。本文运用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP,基于国内外研究成果,创建了相关的雷电流模型、杆塔模型、输电线路模型、冲击接地电阻模型以及绝缘子串闪络模型。运用搭建起来的模型来模拟雷击情形,得到线路反击和绕击耐雷水平。基于电气几何模型,综合考虑极线电压、雷电入射角、风速、地形等多种因素对线路绕击性能的影响,提出了改进的电气几何模型,对该模型的准确性进行了验证,并将该方法运用到实际范例中。计算中考虑雷电入射角的影响,更加符合实际情况,理论上也更加准确。利用软件ATP-EMTP仿真模拟了线路的反击和绕击,并利用改进的电气几何模型对特高压直流输电线路的绕击耐雷特性进行仿真和计算研究。研究结果表明:特高压直流输电线路反击耐雷水平很高,不易发生反击闪络;正极性比负极性导线更容易闪络,随着杆塔接地电阻的减小,杆塔呼称高度的降低,线路绝缘水平的提高,特高压直流输电线路的反击耐雷水平增高,反击闪络率降低;土壤电阻率对反击闪络率影响不明显,通常可以通过减小接地电阻来降低反击闪络率;杆塔呼称高度过高,反击耐雷水平会急剧降低,发生闪络的概率显著增高;特高压直流输电线路绕击防雷水平较低,是雷击的主要闪络方式;随着风速、山坡陡度、杆塔呼称高以及地线保护角的变大,线路绕击率升高;风速达到10m/s后,绕击闪络率升高的很快,随着雷电入射角的增大,线路绕击闪络率先升高后降低至0,雷电入射角在15°~30°时,线路的绕击闪络率最大,应当重点考虑此角度范围内,雷电入射角对线路绕击闪络率的影响;极线电压对反击、绕击耐雷性能都影响比较大,对耐雷性能的影响不能忽略;建议在线路实际运行中,采用负保护角,对于线路杆塔很高、地面坡度很陡的地区,可以另外添加防雷措施以降低绕击闪络率;在风速较大的地区,建议添加防止线路舞动的措施。
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM863

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