基于雷电监测数据的输电线路雷击跳闸率计算关键参数研究

发布时间：2017-09-06 08:37

  本文关键词：基于雷电监测数据的输电线路雷击跳闸率计算关键参数研究

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【摘要】：目前,雷击仍然是造成输电线路跳闸的首要原因,降低输电线路的雷击跳闸率、建立健全电网防雷体系对提高电力系统的稳定性具有重要的作用。准确地计算输电线路的雷击跳闸率既能够分析尚在设计阶段的输电线路走廊规划、杆塔选型是否合理,还能够研究已投运线路的防雷薄弱点,指导其进行防雷改造。工程上常用的输电线路反击和绕击跳闸率计算公式均涉及线路每百公里·年遭受雷击的次数、雷电流幅值概率分布等参数。近年来,防雷计算的众多研究主要集中如何更加准确计算杆塔的反击耐雷水平和利用改进的电气几何模型计算绕击的概率,而计算中其他参数仍然使用规程法中根据个别地区的雷电活动数据总结的经验公式,给雷击跳闸率的计算带来了较大的误差。近年来,电网建立了以雷电定位系统为代表新型的雷电监测系统,大大提高了雷电活动监测的探测精度和探测效率。这些系统经过多年的运行已经逐步积累了海量的雷电活动监测数据,本文主要围绕如何利用现有的雷电监测系统的数据更加准确地计算输电线路因雷击跳闸的概率展开,对包括地闪频次分布、雷电流幅值概率分布、引雷宽度、击杆率在内的四个雷击跳闸率计算关键参数进行研究,其中前两个参数对反击和绕击跳闸率的计算均有影响,而引雷宽度、击杆率仅对反击跳闸率的计算有影响。首先,本文以海南电网雷电定位系统的数据为基础,研究海南地区地闪频次不同的时间跨度(年、月、日)的分布规律,从海南地区东、南、西、北的四个方位中选取四个地区对其地闪频次的时间分布规律的异同进行分析。另外,对海南地区地闪密度的空间分布规律进行总结,指出该地区雷电活动最为活跃的区域,研究该地区地闪密度与雷暴日之间的关系。其次,基于海南电网雷电定位系统的数据研究海南地区雷电流幅值的概率分布,将其与常用的规程法推荐公式对比,分析海南地区雷电流累积概率分布与规程法推荐公式之间的差别。另外,本文还选择合适的拟合形式,拟合出用于雷击跳闸率计算的海南地区雷电流幅值累积概率公式。第三,介绍根据雷电监测系统的数据计算引雷宽度的思路,将使用雷电监测数据计算得到的引雷宽度与规程法计算的结果进行对比。基于电气几何模型提出考虑雷电流幅值概率分布及其他因素的引雷宽度计算方法,将该方法的计算结果与规程法、海南电网输电线路实测引雷宽度、其他文献的实测引雷宽度等数据进行对比,校验该计算方法的准确度。第四,基于电气几何模型研究击杆率的计算方法,考虑雷电流幅值概率分布、线路走廊的地面倾角等因素,并将理论计算的结果与海南电网输电线路的实测击杆率进行对比,分析理论计算的合理性。另外,本文还在ATP-EMTP中建立线路反击耐雷水平分析模型,研究雷击点距离杆塔的远近对杆塔耐雷水平的影响,指出传统反击计算中只考虑雷击杆塔及附近的雷击次数的不合理。
【关键词】：雷电监测数据 雷击跳闸率 地闪频次 雷电流幅值概率分布 引雷宽度 击杆率
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM863
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 引言10-18
• 1.1 研究背景和意义10-12
• 1.2 研究现状12-15
• 1.3 数据来源15-16
• 1.4 各章内容安排16-18
• 2 海南地区地闪频次的分布规律18-31
• 2.1 时间分布19-24
• 2.2 空间分布24-29
• 2.3 本章小结29-31
• 3 海南地区雷电流幅值概率分布31-38
• 3.1 常用的雷电流幅值概率分布公式31-32
• 3.2 海南地区雷电流幅值概率分布统计32-36
• 3.3 本章小结36-38
• 4 引雷宽度的计算38-57
• 4.1 基于雷电监测数据计算引雷宽度38-40
• 4.2 引雷宽度的理论分析40-50
• 4.3 计算结果分析50-55
• 4.4 本章小结55-57
• 5 击杆率的计算57-83
• 5.1 基于雷电监测数据计算击杆率57-58
• 5.2 击杆率的理论分析58-68
• 5.3 计算结果分析68-70
• 5.4 只计算杆塔及 1/10档距内的雷击次数的合理性分析70-82
• 5.5 本章小结82-83
• 6 结论83-85
• 致谢85-86
• 参考文献86-87

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本文编号：802060