湖南电网线路绝缘子选型及外绝缘优化配置的研究

论文摘要

随着输电线路电压等级的提高,对绝缘子的绝缘性能要求越来越高,绝缘子在电气性能方面除了承受长期工作电压的作用外,还要承受暂态的操作过电压和雷电过电压的作用,要求绝缘子应能承受这些电压的作用,不发生绝缘击穿,不发生沿面闪络。如何提高输电线路绝缘水平是高电压外绝缘领域的主要研究内容。本文首先对湖南气候及其污秽特点进行了调查,分析了湖南电网输电线路的运行状况,指出了各种类型绝缘子的优缺点,总结了四种类型绝缘子选取的典型方法。文中讨论了根据污秽级别和爬电比距法确定绝缘子串片数方法选择绝缘子所涉及的关键问题。选择绝缘子过程中可根据污耐受法选择绝缘子串长和片数,再按绝缘子耐操作过电压特性的选取方法、绝缘子耐雷水平的选取方法来校核,可互相验证选择结果的合理性和可靠性。随着湖南省污秽的加重,省内线路的外绝缘配置无法满足当前污秽等级的需要。运行单位只能采取停电清扫线路绝缘子和线路雷击跳闸率超标,同时冰灾的出现,使得省内线路外绝缘优化配置尤为紧迫。本文分析了绝缘子污闪与冰闪形成的原因,提出了如何防止污闪及其冰闪的措施。比较V型绝缘子串与I型绝缘子串的优缺点,认为采用V型绝缘子串可以有效的提高绝缘子的冰闪电压。加强线路绝缘性能虽然可有效减少污闪事故、减小线路反击率,但也可能会对变电站的绝缘配合构成威胁。针对此问题,本文建立了基于电磁暂态程序ATP的仿真计算模型,计算了加强线路绝缘后雷电侵入波在变电站电气设备上产生的过电压或过电流,研究了加强线路绝缘对变电站绝缘的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 研究目的及其意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 研究的主要内容
• 第2章 湖南电网输变电工程绝缘子选型研究
• 2.1 湖南气候及污秽特点
• 2.1.1 湖南地形及气候特征
• 2.1.2 大气环境及污秽特点
• 2.2 输电线路运行
• 2.2.1 输电线路运行现状
• 2.2.2 发展需求
• 2.3 线路绝缘子的选取
• 2.3.1 绝缘子的种类及其优缺点
• 2.3.2 湖南电网绝缘子的选型分析
• 2.4 绝缘子选取方法
• 2.4.1 根据污区级别和爬电比距确定绝缘子串长的方法
• 2.4.2 按绝缘子的耐污闪电压确定绝缘子串片数
• 2.4.3 按绝缘子耐操作过电压特性的选取方法
• 2.4.4 按绝缘子耐雷水平的选取方法
• 2.5 本章小结
• 第3章 高压输电线路绝缘子的配置
• 3.1 输电线路外绝缘污闪、冰闪及预防措施
• 3.1.1 绝缘子污闪及预防措施
• 3.1.2 绝缘子冰闪及预防措施
• 3.2 绝缘子串的配置方式
• 3.2.1 I 型绝缘子的缺点
• 3.2.2 V 型绝缘子串的优点
• 3.3 本章小节
• 第4章 湖南电网变电站仿真模型的建立
• 4.1 仿真程序简介
• 4.1.1 ATP 程序
• 4.1.2 ATPDraw 程序
• 4.2 计算模型的建立
• 4.2.1 雷电流模型
• 4.2.2 杆塔模型
• 4.2.3 输电线路的计算模型
• 4.2.4 避雷器的计算模型
• 4.2.5 变压器模型
• 4.2.6 绝缘子串的闪络模型
• 4.3 本章小结
• 第5章 线路调爬对变电站内关键设备绝缘的影响
• 5.1 设备参数确定
• 5.1.1 变电站电气设备绝缘水平的确定
• 5.1.2 避雷器校核参数
• 5.2 数值仿真分析
• 5.2.1 计算参数的选取
• 5.3 计算结果
• 5.3.1 220kV 线路调爬前后
• 5.4 仿真结果分析
• 5.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读学位期间参加的科研项目）
• 附录B （群联变电站220kV 一次接线图）
• 附录C （入口处加设避雷器后仿真图）