1000kV/500kV同塔混压四回输电线路耐雷性能研究

论文摘要

随着我国特高压电网的规划和建设,在东部线路走廊比较紧张的地区,特高压电网考虑架设特高压同塔混压多回输电线路。特高压同塔混压线路杆塔高度和电压等级较高,且一个杆塔上分布着两个电压等级的线路,线路容易遭受雷击,和常规线路相比,特高压同塔混压线路耐雷性能有没有自身的特点,目前研究线路耐雷性能的方法是否适合特高压同塔混压线路,这些问题期待解决。因此,研究适合于特高压同塔混压线路耐雷性能分析的方法,开展特高压同塔混压线路耐雷性能的研究具有重要的科研意义和实用价值。本文以1000kV/500kV同塔混压四回输电线路为例,对其耐雷性能进行系统深入地研究。针对1000kV/500kV同塔混压四回输电线路的特点,在PSCAD/EMTDC中建立了考虑工作电压的线路反击耐雷性能仿真模型。对传统的电气几何模型进行改进,通过不同雷电侵入角下线路的暴露距离来描述线路屏蔽失效的现象,提出了不同雷电侵入角下暴露距离的计算公式,建立了考虑工作电压适合于多回路绕击耐雷性能研究的改进电气几何模型。基于所建立的模型对特高压同塔混压线路的反击和绕击耐雷性能进行了研究,和常规线路进行了对比分析,得出了线路耐雷性能的特点:特高压同塔混压线路中500kV线路的单、双回反击跳闸率较高,单回反击跳闸容易发展成双回反击跳闸,500kV线路上层导线是反击防雷的重点;1000kV线路的绕击跳闸率较高,两个电压等级线路之间可以互相屏蔽和保护,1000kV第二层导线是绕击防雷的重点。针对特高压同塔混压线路反、绕击耐雷性能的特点,分析了不同因素对线路耐雷性能的影响,结果表明:500kV线路上层横担外侧导线（7、10号）采用异名相导线时,线路的单回反击跳闸率较高,双回反击跳闸率较低;随着500kV线路上层导线或外侧导线绝缘水平的增强,线路的单、双回反击跳闸率降低;随着内侧导线（8、9号）绝缘水平的增强,线路的单、双回反击耐雷水平没有变化;随着横担一侧导线（7、8号）绝缘水平的增强,线路的双回反击跳闸率降低。为了改善线路的反击耐雷性能,可以增强上层导线绝缘水平;为了改善线路的单回反击耐雷性能,可以增强外侧导线的绝缘水平;为了改善线路的双回反击耐雷性能,外侧导线应采用异名相导线,可以增强外侧导线绝缘水平,或一侧导线的绝缘水平,采用不平衡绝缘。随着避雷线保护角θs、1000kV下层横担和500kV上层横担之间距离H、1000kV第二层横担宽度l1的增大,1000kV线路和线路整体的绕击跳闸率增大;500kV线路不受θs的影响,随着H的增大先减小后增大,随着l1的增大先不变后减小;随着500kV上层横担宽度l2的增大,1000kV线路的绕击跳闸率减小,500kV线路和线路整体的绕击跳闸率增大。为了改善特高压同塔混压线路尤其是特高压线路的绕击耐雷性能,应尽量减小减小θs,在20.06-25.06m的范围内适当增大l2,特高压线路导线不宜采用鼓形排列和伞形排列,在满足绝缘要求的前提下,尽量减小l1或H。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 特高压线路和同塔混压多回输电线路耐雷性能研究现状
• 1.2.2 输电线路反击耐雷性能研究现状
• 1.2.3 输电线路绕击耐雷性能研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 2 PSCAD/EMTDC 软件介绍及本文选用的雷电参数
• 2.1 PSCAD/EMTDC 软件介绍
• 2.1.1 概述
• 2.1.2 PSCAD/EMTDC 仿真过电压的类型及相关元件
• 2.1.3 PSCAD/EMTDC 的仿真流程
• 2.2 本文选用的雷电参数
• 2.2.1 雷电流的极性和波形
• 2.2.2 雷电流幅值的概率分布
• 2.2.3 雷电日和地面落雷密度
• 2.3 小结
• 3 1000kV/500kV 同塔混压四回输电线路反击耐雷性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 特高压同塔混压线路反击跳闸率计算
• 3.2.1 1000kV/500kV 同塔混压四回输电线路参数
• 3.2.2 仿真模型的建立
• 3.2.3 特高压同塔混压线路反击跳闸率的计算
• 3.3 特高压同塔混压线路与常规线路反击耐雷性能比较分析
• 3.3.1 特高压同塔混压线路与1000kV 单、双回线路反击耐雷性能比较分析
• 3.3.2 特高压同塔混压线路与500kV 单、双回线路反击耐雷性能比较分析
• 3.3.3 特高压同塔混压线路与其他电压等级同塔混压线路反击耐雷性能比较分析
• 3.3.4 特高压同塔混压线路反击耐雷性能的特点
• 3.4 特高压同塔混压线路反击耐雷性能影响因素研究
• 3.4.1 500kV 线路相序排列对线路反击耐雷性能的影响
• 3.4.2 500kV 线路绝缘水平对线路反击耐雷性能的影响
• 3.4.3 500kV 线路不平衡绝缘对线路反击耐雷性能的影响
• 3.5 小结
• 4 1000kV/500kV 同塔混压四回输电线路绕击耐雷性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 特高压同塔混压线路绕击分析模型研究及绕击跳闸率计算
• 4.2.1 击距和击距系数
• 4.2.2 计及雷电侵入角的线路暴露距离的计算
• 4.2.3 考虑工作电压的特高压同塔混压多回线路绕击率的计算
• 4.2.4 特高压同塔混压线路绕击跳闸率的计算
• 4.3 特高压同塔混压线路与常规线路绕击耐雷性能比较分析
• 4.3.1 特高压同塔混压线路与1000kV 单、双回线路绕击耐雷性能比较分析
• 4.3.2 特高压同塔混压线路与500kV 单、双回线路绕击耐雷性能比较分析
• 4.3.3 特高压同塔混压线路与其他电压等级同塔混压线路绕击耐雷性能比较分析
• 4.3.4 特高压同塔混压线路绕击耐雷性能的特点
• 4.4 特高压同塔混压线路绕击耐雷性能影响因素研究
• 4.4.1 避雷线保护角对线路绕击耐雷性能的影响
• 4.4.2 1000kV 线路和500kV 线路之间的距离对线路绕击耐雷性能的影响
• 4.4.3 1000kV 线路导线排列方式对线路绕击耐雷性能的影响
• 4.4.4 500kV 线路上层横担宽度对线路绕击耐雷性能的影响
• 4.5 小结
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目