[工学]35KV配电网感应过电压的仿真分析 毕业论文 附程序.doc

中国石油大学（华东）毕业设计（论文） 35KV配电网感应过电压的仿真分析 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 2009年6月20日 摘 要 在电力系统中，由雷击引起的雷电过电压是产生事故的主要原因之一。本文主要研究雷击杆塔时，在35kv高压输电线上产生的感应过电压的大小及波形。 本文以场抵消法理论为基础，应用简化计算方法，并考虑上行先导来建立雷击感应过电压的数学模型。并以此简化计算方法为理论依据开发感应过电压数字仿真软件，该软件不仅能够仿真不同结构参数的35kv高压杆塔在不同雷电流下的感应过电压还可仿真其他高压等级的杆塔遭雷击时的感应过电压。本文进而又讨论了不同的雷电参数和杆塔参数对感应过电压幅值和波形的影响，包括主放电速度、雷电流峰值、上行先导长度、杆塔等值半径、导线对地高度等，并通过MATLAB仿真软件模拟出感应过电压的波形和各个参数对感应过电压影响的趋势。此感应过电压波形及其峰值对防雷设计和计算雷电过电压有着重要的现实意义。 关键词:上行先导；感应过电压数值计算；场抵消法；敏感性分析 ABSTRACT Lightning-induced voltages are a major cause of outages in power distribution systems. In this paper, we study the induced voltages across insulator string by directly lightning strokes on 35kv transmission line tower. In the paper, based on the Field Cancellation Method, we apply the simply method to calculate the lightning-induced voltages, taking into account the effect of the dart leaders. And the calculation of software is programmed based on the simply method. It not only can calculate induced voltages under different parameters of 35kv transmission line towers and lightning strokes but also can calculate induced voltages on other voltage class towers. Further, the paper discusses the effects of the following parameters on the peak value of induced voltage and on the shape of the induced voltages: propagation velocity, lightning current peak value, the length of upward leader, the high of the overhead line. And we can use Matlab to calculate the lighting induced voltage easily. Keywords: upward leader; induced over-voltage; numerical calculation; Field-Cancellation; sensitivity analysis; digital simulation 目 录 第1章 前 言 1 1.1 课题的目的和意义 1 1.2 国内外现状 2 1.3 本课题的主要内容 3 第2章 雷击杆塔时输电线路上感应过电压的计算 5 2.1雷击过程及计算模型的建立 5 2.1.1 雷击过程 5 2.1.2 感应过电压的形成过程 7 2.1.3 杆塔模型及参数 7 2.1.4 对上行先导的考虑 7 2.1.5 计算感应过电压的几点假设 10 2.2 感应过电压计算方法 10 2.2.1 概述 10 2.2.2杆塔电磁过程的物理描述 11 2.2.3 电荷和电流波产生的电场 12 2.2.4 电荷波产生的延迟标量位 14 2.2.5电流波产生的延迟矢量位 15 2.2.6 场抵消法 15 2.3 简化方法 16 第3章 感应过电压数字仿真 22 3.1数字仿真软件介绍 22 3.2数字仿真