10Kv架空线路防雷技术改造毕业论文.doc

配电线路感应雷防护方案设计 专 业：高压输配电线路施工 运行与维护 学 生 姓 名： 学 号： 班 级： 指 导 教 师： 2013年12月 前言 目录摘要 第一章 绪论 1.1研究背景和研究意义 随着人类社会的进步，社会与电力的联系更加紧密，人们对供电盼可靠性要求越来越高，突然的停电事故将给社会带来巨大的经济损失。作为电力系统组成部分的架空线路，它将巨大的电能输配到四面八方，是连接各个变电站、各重要用户的纽带。架卒线路的安全运行，直接影响到了电网的稳定和向崩户的可靠供电。冈此，架空线路的安全运行在电网中占据着举足轻重的地位。统计资料表明，雷电是危害架空线路的重要因素。 雷电是一种极为壮观的自然现象，由于其强人的威力和破坏作用，自古以来，一直吸引着人们的注意力。自从1744年富兰克林著名的风筝引雷实验以来，人类便展开了对雷电现象的研究。随着科技的进步，尤其是光谱学、高速光谱学、高速存储及信号处理技术在雷电研究中的应用，人们对雷电的认识取得了显著的成绩。目前，人们对雷电现象物理本质的认识还不充分，但所取得的成就己足以满足电气工群师的需要。 架空线路卜出现的雷电过电压有两种形式：直击需过电压和感应雷过电压。由丁直击雷过电压对架空线路的影响比较大，因此，长期以来对雷电过电压的研究主要集中在直击雷过电压，对感应雷过电压的研究比较少。对丁110kV及以上的高压架空输电线路而言，由丁线路绝缘水甲高，感应雷过电压对线路的影响不大：而对于35kV及以上的高空配电线路而言，由于线路绝缘水平低，感应雷过电压已成为线路雷害跳闸增多的主要原因。 Kincetrics自1989年至1992年对加拿大安大略湖配电系统的可靠性进行了长达四年的观测研究，对40000次故障作了分析后得出，平均每100krn线路的故障次数为50次，其中由于雷电引起的故障达15次。Dravtion和Mills配电网的故障跳闸率分别为55％和29％，其中有3／4是由感应雷引起的。因此，对架空配电线路感应雷过电压的研究具有十分重要的意义。本文针对雷击线路附近人地时架空配电线路感应雷过电压的计算与防护展开了一系列的研究，本文的研究对丁架空配电线路的防雷具有重要的指导意义。 1．2国内外研究现状 1．2．1关于架空配电线路感应雷过电压计算的研究 雷击线路附近大地时架空配电线路感应雷过电压的计算包括两个部分：首先，通过雷电同击的数学模型计算雷电通道周围电磁场；然后，通过建立雷电通道周围电磁场与线路的耦合模型计算线路感应雷过电压。目前，国内外关于架空配电线路感应雷过电压计算的研究主要包括以下几个方面： (1)雷电回击模型 由于雷电的随机性和复杂性，建立一个统一的数学模型是不可能的，但一个可接受的雷电数学模型至少应该描述一些与实验观测有关的数据，如通道底部电流、回击传播速度、一定距离的电磁场等。在工程中往往建立雷电同击的简化模型，工}％应用中人多数雷电回击的电流模型是在I--歹U条件F建立的： (a)大多数雷电回击的电流模型都是针对第一回击建立的，因为雷电第一回击是引起雷电过电压的主要原因。 (b)雷电通道都是垂直于地面的。 自20世纪40年代Bruce和Golde首次提出雷电回击的电流模型以来，出现了各种工程模型，主要分为西人类，即传输线(TL)类型和传输电流源(TCS)类型，每类中的各雷击模型都在不断地发展。这些模型均有各自的特点，在文献[4]和[20中均对这些模型进行过详细的介绍和比较，目前在架空配电线路感应雷过电压的计算中用得最多的是TL模型。模型的基本思想是将雷电同击电流看作是在放电通道的底部注入了一个特定的基电流，该电流沿着通道向上传播，形成回击电流。 (2)雷电放电通道模型 在对雷电放电通道进行建模时，虽然雷电通道并不垂直丁地面而总是表现出一定的曲折，但由于雷电通道的曲折具有随机性，因此国内外文献在计算架空配电线路感麻雷过电压时都把雷电放电通道简化为垂直于地面的导线jail61121-331，按照天线理论对其进行分析。 (3)雷电通道周嗣电磁磁场的计算 雷电通道周围电磁场的理论计算主要是根据麦克斯韦(Maxwell，S)方程组进行求解。Rubinstein在文献[22]采用单极子技术和偶极子技术求解了雷电电磁场的麦克斯韦方程组。Cooray在文献[233运用偶极子理论求解了麦克斯韦方程组。Umain经过与实测结果对比，证实了偶极子方法具有很好的计算精度。国内关丁雷电电磁场计算的文献也很多对雷电电磁场的计算也进行过比较深入的研究。 (4)雷电通道周围电磁场与传输线的耦合模型”。 关于雷电通道周围电磁场与