江苏省如皋地区110kV输电线路雷击跳闸率分析及防雷措施研究

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作为生产、输送、分配与消耗电能的系统,电力系统在国民经济与生产中起着极为重要的作用。输电网和配电网是电力系统中的重要组成部分,是连接发电厂和用户的纽带。雷击作为造成配电网供电可靠性下降的一个重要因素日趋得到重视。110kV输电线路在国家电能输送分配方面具有重要地位,保障输电线路的安全稳定运行、避免输电线路故障,是110kV输电线路运行维护单位的一个重要工作任务,也是值得研究的科学问题。江苏省是我国经济大省,其人口、建筑物和工业较为集中,用电量大,电网密集;同时由于江苏地处温带,雷电活动频仍,极易发生雷击事故。为深入讨论分析110kV杆塔的防雷性能,本文对江苏如皋地区110kV输电线路的数据进行了统计分析。考虑到现有的规程中采用的计算方法较为粗略,不能准确描述高频率雷电波下杆塔中的电磁暂态过程,本文对杆塔高频暂态建模进行了研究,主要做了如下工作:首先对背景资料及基础数据进行了整理。分析整理了江苏省地区地貌及雷电参数等数据、考虑到江苏地区雷暴日较多的特点,收集整理江苏地区110kV典型塔型参数及其接地情况、对杆塔高度数据、塔型布置结构、雷电典型参数、土壤电阻率等数据进行统计分析;然后首先研究了目前国内外主要的杆塔建模方法,并对这些方法的优缺点进行了比较分析。根据江苏如皋地区110kV输电线路典型杆塔数据,根据日本学者Hara提出的多波阻抗模型,建立了合理的雷电冲击下110kV典型杆塔多波阻抗模型;利用ATP-EMTP软件对杆塔的多波阻抗参数进行计算;研究了雷电过电压机理、雷电放电模型和雷击跳闸率计算方法;利用实际杆塔参数对雷击跳闸率进行了计算,并对影响雷击跳闸率的因素进行了分析。根据江苏如皋地区110kV输配电线路的防雷现状,发现输配电网在防雷措施和防雷设备上存在的缺陷和不足,提出改进措施。研究表明,接地电阻、呼高、档距及绝缘子串等参数均对雷击跳闸率产生不同程度的影响,其中接地电阻与呼高的影响最为明显。同时,对江苏如皋地区110kV线路防雷性能进行了评估,通过提高绝缘子串U50%、装设避雷器、减小接地电阻等方法,提高供电线路的耐雷水平。本文的研究内容对研究分析110kV的防雷性能有着指导作用,并能够将研究成果应用到未来对该地区110kV线路改造的方案指导上,具有较为明显的实用价值和较高的工程意义。
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