山区架空配电线路雷害研究.ppt

* * 在配电线路中，架设耦合地线能拉近导线与大地零电位的距离，从而降低导线上的感应过电压幅值，减少绝缘子闪络率。 * 配电线路主要防感应雷，由于线路三相感应雷过电压幅值基本相同，为了取得较好的防雷效果，则需要在三相上均安装线路避雷器。 * * * 山区架空配电线路雷害研究 基于PSCAD的配网雷电过电压仿真分析 依据“四道防线”防雷经验的配电网差异化防雷策略研究 山区架空线路雷击机理研究 1 绪论 2 3 4 10kV配网线路综合防雷策略应用 结论与展望 6 主要内容 10kV配电线路分布广泛、绝缘水平低下且直接面对用户的特点 1 雷电过电压主要包括直击雷过电压和感应雷过电压 2 目前10kV配网的防雷工作并没有达到预期的效果 5 6 10kV配网整体耐雷水平进行评估计算，提高10kV配网供电可靠性 6 1 特别是山区架空配电线路，绝大部分没有设避雷线、耦合地线、线路避雷器、杆塔接地等保护措施 3 由于设备的质量、老化和后期维护问题造成的二次故障 4 第一章 绪论 本文所做的主要工作 第二章 配电线路雷击跳闸因素分析 广东某地区雷击跳闸概况分析 据2014年全年肇庆地区全网中压线路故障情况，共发生变电站中压馈线开关跳闸3095次，其中1801次重合成功，馈线开关重合成功率为58.19% 网架布局不太合理，供电半径过大，不少山区配电线路超过30千米；还有许多已运行多年的配电架空线路，特别是农网架空线路，还存在有部分线径小、线路残旧 线路绝缘水平偏低，防雷、抗雷能力差，遇到雷雨天气经常出现因雷击跳闸事故，给配网安全运行带来极大的威胁。 雷击跳闸机理研究 雷电过电压超过线路绝缘水平引起线路绝缘闪络 线路闪络后形成稳定工频电弧 由于10kV配电线路绝缘水平不是很高，雷闪放电引起导线对地闪络是不可避免的 线路防雷水平的高低 系统中性点运行方式 冲击闪络时间太短，只有几十微秒，不会引起线路跳闸 线路防雷水平的高低 1)绝缘水平低下是导致10kV配电网发生雷击跳闸事故的主要原因之一。 2)感应过电压引起跳闸事故10kV架空线路大多位于城市郊区，线路杆塔周围存在大量水塘、水田。 3)避雷器等设备防雷性能质量降低引起跳闸事故。 4)接地引下线存在问题引起跳闸事故。 雷击跳闸机理研究 中性点接地方式对防雷的影响 中性点不接地方式 经小电阻接地方式 消弧线圈接地方式 第三章 基于PSCAD的配电网雷击过电压仿真分析 仿真模型的建立 雷电流模型 仿真模型的建立 杆塔模型 仿真模型的建立 绝缘子闪络判据模型 配网线路雷电过电压仿真分析 直击雷过电压仿真分析 从左图可以看出接地电阻30Ω的配网杆塔塔顶电压达到302.72kV，接地电阻10Ω的塔顶电压达到100.91kV。通过降低接地电阻使雷击到塔顶的雷电过电压降低33%。 结合降低接地电阻架设避雷线能够在很大程度上提高配网线路的耐雷水平，提高配电系统供电可靠性。 配网线路雷电过电压仿真分析 感应雷过电压仿真分析 线路最大感应雷过电压随着雷电流幅值的增大而增大，当线路高度为12.5m，雷电流幅值为16.38kA时，Ug＝200kV，即可能造成线路跳闸事故。 雷击距离变小，雷电流通道周围产生的电磁场与传输线的耦合作用越强，在传输线上产生的感应雷过电压幅值越大，造成线路闪络电流就越小。 第四章 基于高压线路防雷经验的配电网差异化防雷措施 避雷线 避雷器 不平衡绝缘、降低接地电阻 自动重合闸 防雷间隙 配电网输电线路雷击跳闸特点分析 线路的绝缘水平 雷击跳闸特点 在10kV配网中绝缘子片数一般为1~2片，35kV配网中绝缘子片数一般为3~4片，绝缘子类型主要为瓷质绝缘子，少部分为玻璃和复合绝缘子。所以，配网绝缘子材质的劣势以及杆塔结构的限制造成的绝缘子片数少，使得配电网的绝缘水平远低于高压线路的绝缘水平，这是造成两者雷电防护重点不同的主要原因。 110kV及以上输电线路因杆塔塔身和线路架设高度较高，故容易吸引雷电直击于铁塔或线路。而35kV及以下配电线路因杆塔高度和线路架设高度低，雷电击于地面而产生感应雷过电压。 配电架空线路由于绝缘水平低，易因感应过电压绝缘闪络；而高压架空输电线路，由于本身的耐雷性能较好，感应雷过电压一般不会造成闪络。 结果显示，架设避雷线线路的耐雷水平比不架设避雷线的线路可提高23.46%，感应过电压下降了24.08%。 根据国内电力运行部门常规做法，35kV线路仅在变电站和发电厂的进线段架设1~2km的避雷线，10kV线路一般不架设避雷线，对于重要线路和多雷地区全线架设单根避雷线。 尽管避雷线对限制感应过电压有一定的作用，架设避雷线的耐雷水平比不架设避雷线的线路提高20%~30%，但由于10kV配网绝缘水平较低，雷电反击闪络现象实际上限制了避雷线在配电线路中的运用。 避