特高压交流输电线路绕击与电磁暂态的研究

论文摘要

特高压输电技术具有传输容量大、距离远、损耗低、占地少、投资省等优势,是国际输变电技术的重要发展方向。但由于输送距离长、杆塔高度高,使线路遭受雷击过电压的概率增大,同时传输容量大,线路的容升效应使系统内部过电压过高。因此,深入系统地研究特高压输电线路的雷电绕击以及电磁暂态问题,对特高压输电线路的安全稳定运行具有重要的意义。本文首先基于改进电气几何模型,提出从三维空间角度分析输电线路绕击率的计算方法,即考虑档距内任意位置导线高度并以此为变量,利用暴露曲面和保护曲面的实际面积比值得出单个档距内输电线路的绕击率计算公式,通过实例分析验证了该方法的正确性。分析了雷击入射角、地面倾角及避雷线保护角等因素对绕击率的影响,探讨了预防绕击的措施。其次,根据电磁场理论,对击距系数进行研究,考虑杆塔高度和工作电压的影响,建立击距系数模型,并应用数值仿真方法,分析了杆塔高度和工作电压对击距系数及绕击率的影响,得出基于电气几何模型分析特高压输电线路绕击率时,雷电先导对导线和避雷线的击距相等的假设是不合理的。最后,对1000kV长治到荆门特高压输电线路的工频过电压进行仿真分析,并计算了其潜供电流及恢复电压,讨论了导线布置方式、线路结构及电弧电阻等因素对潜供电流的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本论文主要工作
• 第二章 特高压交流输电线路参数计算
• 2.1 多导体传输线的单位长度参数矩阵的计算
• 2.2 特高压输电线路的几何参数
• 2.3 特高压交流输电线路分布参数的计算
• 2.4 小结
• 第三章 特高压交流输电线路绕击屏蔽分析
• 3.1 绕击跳闸率计算方法概述
• 3.2 基于改进电气几何模型的绕击率计算
• 3.2.1 电气几何模型法
• 3.2.2 改进电气几何模型及绕击率分析
• 3.2.3 基于改进电气几何模型的特高压输电线路绕击率计算
• 3.3 几种因素对雷电绕击率的影响分析
• 3.3.1 雷击入射角
• 3.3.2 地面倾角
• 3.3.3 保护角
• 3.4 小结
• 第四章 计及击距系数的特高压交流输电线路绕击率分析
• 4.1 击距系数模型的建立与分析方法
• 4.2 击距系数的计算
• 4.3 计及击距系数的绕击率计算
• 4.4 小结
• 第五章 特高压交流输电线路的暂态运行特性
• 5.1 工频过电压分析
• 5.1.1 空载电容效应引起的工频过电压
• 5.1.2 不对称短路引起的工频过电压
• 5.1.3 甩负荷引起的工频过电压
• 5.2 特高压输电线路的工频过电压
• 5.2.1 空载线路电容效应引起的工频过电压
• 5.2.2 单相接地故障引起的工频过电压
• 5.3 潜供电流及其恢复电压
• 5.3.1 潜供电流及其抑制措施
• 5.3.2 几种因素对潜供电流的影响分析
• 5.3.3 特高压输电线路的潜供电流及其恢复电压
• 5.4 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 研究结论
• 6.2 后续工作展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 个人简况及联系方式