多脉冲下的输电线路瞬态过电压研究

发布时间：2020-03-28 04:18

【摘要】：输电线路中雷击引起的各类事故时有发生。关于输电线路瞬态过电压的传统研究都是基于单脉冲雷电流源展开的,而自然闪电中多脉冲比例高达70%,且单脉冲在持续时间、能量、电荷量和振荡程度等方面均远小于多脉冲。因此需要对多脉冲导致的输电线路瞬态过电压情况进行研究。本文在多脉冲雷电流峰值、雷电流最大陡度、上升至峰值时间、转移电荷量Q以及多脉冲持续总时间这五个因素基础上建立了多脉冲等效模型,并提出了计算模型参数的图解法与数值分析方法,最终得到多脉冲雷电流的模型和参数。由于雷击瞬态过电压分为雷电感应引起的耦合过电压和直击雷引起的过电压两种情况,本文通过多脉冲对输电线进行的耦合实验,得到了实际过电压振荡波形,从实验的角度真实还原了多脉冲对输电线产生的耦合电压现象。通过对实验现象和数据进行分析,发现多脉冲和单脉冲耦合实验结果无论从持续时间、能量、电荷量还是振荡程度上均存在很大差异。通过PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了完整的输电线路仿真模型,包括雷电流模型、杆塔模型、线路避雷器模型、绝缘子串闪络模型和输电线路模型五部分。在仿真模型基础上研究雷击杆塔、雷击避雷线和雷击导线三种直击雷故障下的单脉冲和多脉冲过电压情况。对比不同直击雷电流源引起的过电压波形,结果发现:无论是绕击还是反击过电压,同一幅值的多脉冲直击雷引起的过电压幅值均比单脉冲高,且持续时间和振荡程度也远大于单脉冲。将多脉冲对输电线耦合实验数据以及多脉冲直击雷对输电线路仿真过电压数据应用在过电压在线监测中。通过神经网络算法对数据进行训练并验证,得到的均方误差仅为MSE=0.02496,再将训练和测试阶段的输出与期望进行拟合并验证稳定性。得到的拟合结果表明训练和测试阶段的输出与期望相似度均很高,稳定性较好。通过在Matlab程序中多次测试,得出正确率均超过90%,结果基本可靠。
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南京信息工程大学硕士学位论文逡逑发表的文章中，提出了带有１１次回击过程和１次续流过程的下行负闪多脉冲波形％如逡逑图１－１所示。逡逑｜６３ｋＡ逡逑网邋｜邋ｚｚ邋Ｒｅｔｕｒｎ邋ｓｔｍｋｅ逦Ｒｅｔｕｒｎ邋ｓｔｒｏｋｅ逡逑）＼邋Ｃｏｎｔｉｎｕｉｎｇ邋ｃｕｒｒｅｎｔ逦ｒ邋３５邋ｋＡ邋＼逡逑！逦３０邋ｋＡ逦３０邋ｋＡ邋＼逦’逦＼逡逑｜２５ｋ＾邋２６邋ｋＡ逦丨逦＼逦２５邋ＫＡ逦、＇逡逑－ｉ（ｔ）邋！逦１５ｋＡ逦４００邋Ａ逦＼逡逑｜逦；９ｋＡ逦．逦２００邋Ａ逦！逡逑．．？邋ｙｋｙｊ邋｜邋ｌ邋＿邋ｉ逡逑０逦０，１逦０，２逦０，３逦０，４逦０，５逦０，６逦０，，７逦０，８逦０，９逦１逡逑ｔ邋—？邋（［ｉｓ）逡逑图ｌ－ｌ邋ＨｅｉｄｌｅＰ提出的多脉冲波形逡逑２０１１年８月杨少杰、张义军等人［１（）］在巴西第１４届国际大气电学大会上发表的论文逡逑也给出了雷电多脉冲波形，如图ｌ－２（ａ）所示。陈绍东［ｎ］博士在广东从化引雷基地得到的逡逑基于自然和人工触发闪电结果也显示出多脉冲更接近真实自然界闪电波形，如图ｌ－２（ｂ）逡逑所示。逡逑Ｉ邋１１邋Ｉ邋ｆ｜＂＂ｆ邋Ｉ逡逑－１邋？Ａ＞邋Ｊ邋▲逦＾逦－逦－２０邋（■逦－Ｉ逡逑、Ｉ逦＾逡逑■＞邋？邋’，ｊ￣ＴＴ邋ｒ邋ｓ邋■？逦．逦，逦，逦，逦

理基本相同。逡逑１．３本文主要研究内容逡逑本文完整的研究方案和各部分模型结构如图１－３所示。其中对多脉冲雷电流模型的逡逑建立是第一阶段；第二阶段是通过多脉冲对输电线感应实验得到多脉冲对输电线产生的逡逑耦合过电压波形；第三阶段是通过ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ搭建完整的输电线路仿真模型，并逡逑在搭建好的线路模型基础之上对单脉冲和多脉冲雷电流下的雷击杆塔、雷击避雷线和雷逡逑击导线三种情况进行仿真，得到绕、反击过电压波形并对结果进行分析。逡逑６立多脉冲雷＾逡逑＾流等效模梨＾逡逑求解此模X&参数并建逡逑立多脉冲等效电流源逡逑￣￣■■■■■■■■＇．．．．．．．．．Ｉ邋…一逦逡逑逦１逦进行多脉冲对输电线逦雷电流模塑逡逑绝缘了？串眺模ｓ邋—逦耦合实验逦「邋NB邋、逡逑Ｉ邋￣￣邋ｊ逡逑Ｙ输电线路１【击

本文编号：2603914