改进EGM模型对特高压输电线路的适用性与验证

为了更准确地分析我国特高压输电线路雷电绕击屏蔽性能,基于我国长空气间隙放电试验数据和雷电回击观测数据,建立考虑地形条件的适应于大尺寸输电线路雷电屏蔽性能评估的改进电气几何模型(electric geometry model,EGM)并进行验证,将击距公式修正为rs=0.13(I^(2)+40I)^(0.814)。改进EGM模型对超、特高压输电线路三相导线的雷电绕击率计算结果与日本实际线路雷击观测数据及我国平原、山区特高压输电线路雷击模拟试验数据具有一致性,验证了改进EGM模型的适用性。采用改进EGM模型评估了杆塔型式、山坡陡度对我国特高压线路绕击跳闸率的影响。计算结果表明,采用SZ322型杆塔的绕击跳闸率高于采用SZT1型杆塔,且特高压线路绕击跳闸率随山坡陡度的增大而增大。EGM模型的修正以及计算方法的优化,对我国特高压输电线路雷电屏蔽性能的设计具有一定的指导意义。

基于改进电气几何模型的绕击跳闸率的计算

讨论了经典的电气几何模型(EGM),在此基础上提出了3点改进建议。计算中采用IEEE推荐的击距公式,引入系数ksg描述雷击地线和雷击地面击穿强度的不同,用暴露距离计算雷电绕击率和绕击跳闸率。分析了ksg取值对计算结果的影响。利用改进的计算方法、分别计算了地面倾角、避雷线保护角和环境温度对线路绕击跳闸率的影响。结果表明,当ksg减小、地面倾角增大、避雷线保护角增大、温度降低时,绕击跳闸率增大。

微地形下输电线路绕击闪络率的计算方法

为反映地形、导线及地线高度的变化对绕击性能的影响,提出了一种获取输电线路微地形及导线、地线与地面的相对位置的方法,并在此基础上计算输电线路杆塔的绕击闪络率。首先沿线路方向将输电走廊进行近似等分,利用地理信息软件得到各分段的海拔高度和地面倾角这2个微地形参数;其次根据导线、地线的特性,结合各分段海拔高度,得到任意分段处导线、地线与地面的实际相对位置,最后以电气几何模型(electrical geometry model,EGM)为基础,计算各分段及各杆塔的绕击闪络率。以某500 kV线路为例,计算其实际微地形下输电线路杆塔的绕击闪络率,结果表明该方法不仅能够反映输电线路的绕击范围,而且能够得到输电线路容易遭受雷击的杆塔;遭受过雷击的杆塔位于易击区间,证明了该方法的有效性。

应用雷电参数统计分析220kV同塔双回输电线路绕击性能

为全面反映城市主干电网220kV同塔双回输电线路防雷性能差异性,研究多雷地区输电线路的防雷特征,提出了应用雷电定位系统(LLS)长期监测数据统计的雷电参数,对输电线路进行雷电性能分析和研究的方法。以雷电活动强烈的珠海市220kV同塔双回输电线路为例,统计分析1999～2008年共10a的LLS监测数据,利用改进电气几何模型(EGM),结合风险等级评估的方法研究了输电线路绕击雷电性能,并与运行经验进行了对比。分析计算结果表明:高雷暴区线路的地闪密度远大于规程推荐值,所计算得到的绕击跳闸率比采用规程推荐参数计算的要高,与运行经验能很好地符合,采用的计算方法适合雷电活动强烈地区输电线路绕击防雷性能评估。

500kV同塔4回输电线路绕击的耐雷性能

为研究同塔4回输电线路绕击耐雷性能,采用改进电气几何模型对其进行了分析。同塔4回输电线路导线数目多,避雷线需同时保护多相导线,因此必须通过确定雷电绕击的范围以得到绕击计算时所需的击距系数k、临界击距rsc、最大击距rsmax、年落雷次数N和雷击击距为r的概率等基本条件。在实际分析验证典型塔型的基础上建立了计算模型,改变相应参数得出绕击跳闸率n与杆塔高度hc、避雷线保护角θs、地面倾角θg、击距系数k等的对应变化关系。结果表明,n随hc增加、θs增大、θg增大、k减小而增大,采用负θs和降低hc是提高500kV同塔4回线路绕击耐雷性能的有效办法。

基于计算几何方法的电动汽车充电站规划

综合分析了影响电动汽车充电站规划的若干因素,建立了电动汽车充电站规划的最大收益模型。根据电动汽车充电特性和出行特征,计算电动汽车充电功率需求期望值,从而得出规划区充电站的容量需求。根据电动汽车的分布特点,通过调节加权伏罗诺伊图的权重,使得服务区域划分更合理,同时保持各充电站负载率的均衡。利用粒子群优化算法的全局寻优能力,结合加权伏罗诺伊图,对充电站进行选址定容和服务区域划分的优化规划。算例分别针对不同电动汽车数量和不同分布方式的情况进行计算,结果验证了所述模型和方法的有效性和可行性。

蒙特卡罗法计算线路雷击跳闸率随机过程研究

针对规程法分析输电线路防雷性能中过于简单化和EMTP计算复杂化问题,用较符合雷击实际过程的蒙特卡罗法计算输电线路雷击跳闸率。因雷击随机过程的选取直接影响计算速度和计算结果的确信度,故在研究了雷电流幅值、波头时间、雷击部位、工频电压瞬时值、风偏等随机过程对跳闸率计算的影响的基础上,综合考虑计算速度和计算结果确信度,确定雷电流幅值、雷击部位、反击时工频电压瞬时值为蒙特卡罗法中需要考虑的因素。经验证设计的蒙特卡罗法雷击跳闸率计算结果和实际运行线路雷击跳闸率统计结果相吻合。

1000kV特高压输电线路防绕击问题的探讨

绕击是1000 kV特高压输电线路雷击跳闸的主要原因,为探讨此问题,分析并比较了目前输电线路绕击计算方法—规程法与电气几何模型法,指出电气几何模型将雷电的放电特性与线路的结构尺寸结合起来,很好解释了线路屏蔽失效现象,用于特高压的绕击计算中,并依据电气几何模型的原理提出减小1000kV线路绕击跳闸率的措施:减小避雷线保护角、安装可控放电避雷针、架设旁路屏蔽地线。

风偏角与杆塔结构对500 kV同杆双回线路绕击耐雷性能的影响

分析500 kV双回输电线路的绕击耐雷性能,对EGM进行了改进。在计算过程中为考虑风的影响,引入风偏角;同时引入了雷击避雷线与雷击地面击穿强度比值随杆塔高度h变化的系数β。用暴露弧法计算每根导线绕击跳闸率,以暴露弧为0时对应的雷电流作为雷电的最大绕击电流,并分析了风偏角、杆塔结构等因素对500 kV双回输电线路各导线绕击跳闸率的影响。结果表明,风偏角增大,绕击跳闸率增大;总绕击跳闸率随避雷线横担增长而减小;各导线绕击跳闸率与杆塔结构间的关系复杂,需具体计算分析。理论分析和计算验证了该方法的实用性和有效性,具有一定的工程指导意义。

500kV高杆塔输电线路绕击跳闸率计算

为研究500kV高杆塔输电线路的绕击耐雷性能,采用改进的电气几何模型算法,通过暴露弧地面投影计算了线路的绕击跳闸率。比较了目前常用的击距公式和击距系数公式在计算高杆塔绕击耐雷水平时的适用性,选出了较为合适的公式。实例分析时,通过ATP仿真计算得到了各杆塔的绕击耐雷水平,然后分别计算了杆塔高度,地面倾角,避雷线保护角对线路绕击跳闸率的影响,结果表明:绕击跳闸率随着杆塔高度,地面倾角,保护角的增大而增大,适当降低杆塔高度,采用负保护角是提高绕击耐雷性能的有效方法。

击距系数的实验研究与理论分析

针对经典电气几何模型认为雷电先导对导线、避雷线、大地三者之间击距相等的不合理问题,提出了用击距系数来描述雷电先导对导线与大地击穿强度的差别;依据长间隙放电与雷击放电的相似性,开展了棒-板间隙实验以得到击中目的物概率为50%时雷电先导与地面、导线之间的位置关系。实验结果显示击距系数随线路高度的增加而减小,实验结果修正之后得到击距系数与线路高度之间的关系,并依据电磁场理论的知识推得雷电先导击中地面的临界场强为500kV/m;导线的临界击穿强度随线路高度变化满足一定关系时,计算分析所得的击距系数与实验所得的非常接近。实验所得的击距系数公式可用于线路绕击防雷计算中。

山区特高压交流输电线路用边坡塔的设计

雷电绕击是特高压线路发生故障的主要原因,特别在山区走线时由于雷电活动频繁,大地屏蔽作用差,雷击跳闸率更高。为降低特高压线路雷电绕击跳闸率,提出一种适用于山区特高压交流单回输电线路的边坡塔。与常规酒杯塔相比,边坡塔将两相导线横担布置在下山坡侧,降低了下山坡侧导线对地高度,通过电气几何模型法计算得出绕击跳闸率大大降低;同时通过结构受力分析、电磁环境比较、工程造价对比,表明了边坡塔的多方面优势,该塔型适用于多雷山区特高压单回路输电线路,为山区特高压交流线路的防雷设计提供参考。

光伏电站直击雷防护设计

按照新颁布实施的《光伏发电站防雷技术规程》标准中直击雷防护要求,基于电气几何法接闪器的保护范围计算公式,提出了利用滚球法计算直击雷保护范围,由画图法验证有效保护范围的设计方法,并通过实例分析验证,3年的运行实践表明,该方案能够有效保护光伏电站,为防直击雷设计提供了依据。

复杂荷载下不等宽T型方管节点承载力计算

直接焊接方管节点是复杂的三维空间薄壁结构,对其理论分析必须考虑几何非线性和材料非线性的影响.采用能处理几何非线性和材料非线性影响的有限元方法,研究了几何参数变化对弯矩作用下不等宽T型方管节点性能的影响.给出了在弯矩、轴力作用下节点的承载力公式.通过对压弯组合作用下节点承载力的研究,给出了在压弯组合作用下节点的设计公式.

输电线路绕击跳闸率的改进电气几何模型

在原有的经典电气几何模型的基础上,提出了相应的改进方法。引入击距系数来描述雷击输电线路时,避雷线的击距与大地击距的不同。同时对原来计算线路绕击跳闸率的方法进行改进:采用距离差来计算绕击跳闸率。最后采用此种方法,针对典型的单回500kV酒杯塔,计算和分析了不同保护角和地面倾角时对绕击跳闸率的影响。

超高压输电线路击距系数研究

为了更准确地对超高压线路进行防雷评价和计算,笔者依据长间隙放电与雷击放电的相似性,在实验室中建立击距系数模型,研究击距系数与相关因素的关系。实验结果显示击距系数与雷电流幅值大小并无相关性,但随着线路高度的增加而减小,运用数学分析方法得到击距系数K与杆塔高度h之间满足关系式:K=1.032 3-0.004 1×h。试验结果成功地解释了500 kV天广线某些地段现场屏蔽失效的问题,可以用于超高压输电线路防雷评价和计算。

输电线路绕击耐雷性能对比研究

指出雷电绕击引起的输电线路跳闸事故随电压等级的升高所占的比例越来越大。针对220kV、500 kV电压等级典型线路,分别利用规程法、优化法和电气几何模型法分析绕击耐雷性能,并对其结果进行分析比较。结果表明,优化法与规程法相比,电压等级越高,两者所得绕击跳闸率的差别越大;地面倾角是影响线路绕击跳闸率的重要因素之一,将地形简单地分为平原和山区不切合实际;对平原地区线路来说,用三种方法所得绕击跳闸率差别不大,可以用规程法和优化法对平原地区线路绕击耐雷性能进行简单估算;电气几何模型则更好地解释了山区线路绕击跳闸率异常高的现象。

电阻抗断层成像中抑制电极移动伪影方法的研究进展

电阻抗断层成像现已被广泛应用于肺功能成像、乳腺癌早期检测以及颅脑功能成像等医学领域,在成像过程中,测量对象边界上的电极产生位置变动,将会引起电阻抗成像算法中模型参数误差,从而导致重构图像产生大量伪影。针对这一问题,本文首先综述了改善此种严重噪声干扰的几种算法,并对这些算法的物理基础进行了简单的介绍,然后,总结现行几种抗电极位置变动干扰的算法原理,对其特点进行总结和评述,并在文章的最后,对几种算法的不足做出分析,对其未来的研究与应用进行了展望。

特高压输电线路绕击率的分析计算

作为计算绕击率和绕击跳闸率的主要方法,电气几何模型法已广泛应用到输电线路防雷设计中,为改进电气几何模型法中的不合理假设,以考虑击距系数β、地面倾角θ和雷电入射角Φ的电气几何模型为依据,由模型中的几何关系,得出考虑这些因素的绕击率的计算式。针对1 000kV特高压输电线路,计算了耐雷水平下计及雷击入射角时的绕击率,并考虑了不同因素对绕击率的影响,为输电线路绕击耐雷性能的研究提供依据。

云南电网500kV地线绝缘化线路绕击耐雷性能分析

输电线路覆冰是造成线路跳闸的重要原因之一。云南电网公司通过对500 k V输电线路进行地线绝缘化改造,实现了线路地线的直流融冰。由于地线绝缘化改造过程中,地线会通过地线绝缘子悬挂于杆塔塔头处,导致地线高度降低,进而使得输电线路的保护角增大,影响线路的绕击耐雷性能。通过EMTP-ATP平台计算5种不同塔型地线绝缘化改造前后的绕击耐雷水平,并通过电气几何模型(electric geometry model,EGM)计算这些塔型的绕击跳闸率。结果表明:地线绝缘化改造对线路绕击耐雷水平影响较小,但是对绕击跳闸率影响较大。