雷击高压输电线路冲击电晕特性及其影响研究

发布时间：2017-09-21 15:22

  本文关键词：雷击高压输电线路冲击电晕特性及其影响研究

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【摘要】：在设计变电站内设备的闪电绝缘时,并未考虑由于冲击电晕效应使入侵波在沿传输线上传播时发生的衰减和畸变,因此对于电气的绝缘要求太过严格,所以对于传输线产生的电晕的研究显得十分的有必要。本文在分析冲击电晕的伏库特性的基础之上,基于电磁暂态仿真软件建立了冲击电晕的动态电容模型和相应的雷击传输线路的模型,分析了雷击传输线路发生反击时冲击电晕效应对雷电过电压波形的影响。本文建立的模型较好地模拟出了实际电晕对输电线路的影响过程,对于输电线路和发变电站的雷电防护提供了一定理论依据。主要成果如下：(1)基于冲击电晕的基本概念和假设,推导了考虑电晕时的传输线方程,依据电晕的伏库特性建立了电晕的数学模型,在此基础之上,定义合适的ATP模块用于建立冲击电晕的动态电容模型。(2)通过对建立的考虑避雷线上的冲击电晕的雷击输电线模型进行的模拟分析发现如果不计电晕影响,距离雷击点100m、200m、300m处的电涌电压幅值相比较于计及电晕影响分别大33%、65%和88%；受电晕影响,波头时间分别从原来的3.1μs、4.0μs、4.4μs增大到5.2μs、6.8μs和7.9μs,增长幅度分别为68%、70%、79%。电晕的存在不仅拉长了雷电波的波头时间而且减小了峰值,可以说此时的波形发生了衰减和畸变,雷击点距测量点的距离越远,波头时间越长,畸变现象越严重。(3)通过对建立的考虑相线上的冲击电晕的雷击输电线模型进行的模拟分析发现当幅值为100kA的雷电流直接击中1000kV的传输线时,如果不计电晕影响,距离雷击点100m、200m、300m处的电涌电压幅值相比较于计及电晕影响分别大34%、41%和57%；在据雷击点300m处,考虑电晕时的电压幅值为1098kV,不考虑电晕时电压的幅值为1720kV,幅值减低了622kV,这间接的提高了传输线的耐雷水平,对输电线的雷电防护是有益的。(4)通过模拟不同的雷电流波形情况下冲击电晕对雷击输电线雷电过电压波的影响发现,雷电流波形的半峰值时间越大,电晕对雷击输电线的过电压波的影响越大。(5)在只改变杆塔的接地电阻的情况下,当雷电流直接击中避雷线或输电线杆塔发生反击时,随着杆塔的接地电阻越大,电晕效应对雷电过电压波的影响程度越大,在土壤电阻率越高的地方更加的应该考虑电晕效应的影响,这对输电线路的防雷是有益的。
【关键词】：电晕模型 输电线路 ATP-EMTP 衰减和变形
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM863
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究的目的和意义9-10
• 1.2 国内外研究进展10-12
• 1.2.1 雷击架空输电线的研究现状10-11
• 1.2.2 冲击电晕模型的研究现状11-12
• 1.3 论文研究内容12-14
• 第二章 冲击电晕相关理论及其仿真模型14-30
• 2.1 冲击电晕理论14-15
• 2.2 基于传输线理论的冲击电晕效应分析15-24
• 2.2.1 考虑电晕效应的传输线方程的推导16-21
• 2.2.2 考虑电晕效应的传输线方程物理特性的分析21-23
• 2.2.3 电晕效应的表现形式23-24
• 2.3 基于电晕的伏库特性的冲击电晕效应分析24-29
• 2.3.1 冲击电晕的伏库特性分析24-25
• 2.3.2 冲击电晕的数学模型25-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 雷击高压输电线仿真模型30-49
• 3.1 仿真软件30-31
• 3.2 冲击电晕的仿真模型的建立31-32
• 3.3 雷电流仿真模型和输电线仿真模型的建立32-38
• 3.3.1 雷电流模型的建立32-35
• 3.3.2 输电线仿真模型的建立35-38
• 3.4 输电线杆塔模型的建立38-45
• 3.4.1 无损线路模型38-39
• 3.4.2 有损无畸变线路模型39
• 3.4.3 细分化模型39-41
• 3.4.4 四段模型41-43
• 3.4.5 杆塔的接地电阻43-45
• 3.5 绝缘子闪络模型的建立45-47
• 3.6 本章小结47-49
• 第四章 电晕对雷击输电线路的影响分析49-61
• 4.1 冲击电晕模型的伏库特性验证49-50
• 4.2 对避雷线上的冲击电晕的模拟分析50-55
• 4.3 对相线上的冲击电晕的模拟分析55-58
• 4.4 不同的雷电流波形下电晕效应对雷电过电压的影响58-59
• 4.5 不同的杆塔接地电阻下电晕效应对雷电过电压的影响59-60
• 4.6 本章小结60-61
• 第五章 结论与讨论61-63
• 5.1 主要结论61-62
• 5.2 创新点62
• 5.3 存在不足与展望62-63
• 参考文献63-69
• 作者简介69-70
• 致谢70-71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：895335