同塔混压双回直流输电线路复合横担塔的防雷性能

复合材料横担杆塔在我国输电线路中逐渐得到应用,但有关其应用于超/特高压输电线路尤其是同塔多回工况的研究报道较少。针对超/特高压同塔多回输电线路架设高度普遍偏高,更易遭受雷害的运行现状,采用先导法作为绝缘子闪络判据,对比分析了不同横担结构的±800 kV/±500 kV同塔双回混压直流输电线路的反击和绕击耐雷性能。研究表明:复合横担塔反击和绕击跳闸率较传统杆塔分别低约21.4%和33.3%,这是因为复合横担塔的横担更短,杆塔呼高更低,可有效提高线路耐雷性能。使用复合横担塔代替传统杆塔,既可一定程度上缓解走廊紧张的问题,又能提高运行经济性。

大型变电站接地网的故障特性分析

为了更全面地了解大型变电站接地网的故障特性,对故障接地网模型进行仿真计算,总结了不同故障情况对接地网的工频接地电阻和冲击接地电阻、接触电压和跨步电压以及地表电位和磁场强度大小的影响规律,得出:靠近电流注入点区域的接地导体腐蚀对工频接地电阻和冲击接地电阻的影响较大;在靠近电流注入点区域的接地导体发生腐蚀时,此区域内接地网的接触电压和跨步电压明显增大,甚至可能增大数倍;接地网出现故障后导体散流能力下降,导致对应区域的地表电位和磁场有不同程度的降低,并且在相同的故障条件下地表磁场降低的范围较大。

架空配电线路雷电感应电压特性及解析算法性能分析

为了深入理解架空线雷电感应电压特性为配电网雷电防护提供技术参考,本文采用时域有限差分法及Agrawal耦合模型对10 kV架空配电线路雷电感应电压进行了数值计算.以解析计算方法中导线高度、回击电流幅值以及落雷距离3个特征参数为考察对象,分析了三者对架空线雷电感应电压的影响,实现了对解析计算公式计算精度的定量化分析.计算表明,雷电感应电压脉冲幅值随导线高度和回击电流幅值增大均线性提高,随落雷距离减小非线性提高.受水平电场特性及导线相互作用的影响,落雷距离减小和导线数增多均会显著加重雷电感应电压波形的畸变.以数值计算为标准,解析算法误差可高达45%;0%,本文研究结果可为配电网运维工作提供理论参考.

基于优化模拟电荷法的直流输电线路电场特性计算

为了提高模拟电荷法计算电场的精度并降低其计算复杂度,采用黄金分割法对模拟电荷法进行优化,提出了一种精度高且易实现的模拟电荷设置方法.应用该模拟电荷法计算了直流输电线路导线表面电场,采用“化曲为直”法绘制了电场线轨迹.在此基础上,基于通量线法对比分析了分裂导线表面最大场强在不同取值方法下求解合成电场和离子流密度时带来的计算结果差异.结果表明:此优化模拟电荷法计算电场精度高,并能随导线参数的变化灵活调整模拟电荷的设置;“化曲为直”法绘制电场线轨迹,可避免地面电场水平分量为0时微分方程结果不收敛的问题;用分裂子导线表面最大场强的平均值与其中最大值所得合成电场和离子流密度的最大值分别相差10%和30%以上,前者所得结果与实测值更为吻合.研究结果可为输电线路的设计及运维提供理论参考.

大地电参数和地面等值厚度对地闪通道附近垂直电场的影响

为了深入理解地闪回击电磁脉冲特性,采用时域有限差分方法计算了地闪回击200 m以内地面、20 m高和50 m高的垂直电场.分析了大地电导率、大地相对介电常数以及地面等值厚度三个特征量对该范围内垂直电场的影响.结果表明,该范围内地面和空间垂直电场均在2~3μs的快速上升后出现时间较长的“平台”波形,“平台”高度和波头上升陡度均随回击距离和高度增加而非线性降低.50 m远地面场和空间场“平台”高度随大地电导率增大分别提高和降低,10μs内最大变化5%~10%,并且此处“平台”高度随地面等值厚度增大而略有增加.大地相对介电常数对该范围内垂直电场的影响可忽略.

大地电导率和回击电流幅值对架空单导线雷电感应电压的影响

为了对架空线雷电感应电压特性进行深入研究并排除平行多导线之间的影响,文中采用FDTD法计算地闪回击电场并基于Agrawal耦合模型计算单导线雷电感应电压.以大地电导率和回击电流幅值为特征量,考察二者对架空单导线不同观测点雷电感应电压的影响.结果表明,雷电感应电压脉冲波形与回击电流相似且导线两端脉冲极性相反,部分位置存在“双极性脉冲”.大地电导率低至5.0×10^-4 S/m时对感应电压峰值沿线分布影响明显,双极性脉冲时主次脉冲幅值均随大地电导率降低非线性提高.各观测点脉冲幅值均随回击电流幅值增大近似线性提高,大地电导率与回击电流幅值对架空单导线雷电感应电压的影响强度以及导线上不同位置的影响规律差异较大.