电网雷害风险评估技术研究

输电线路雷击闪络率是评估电网雷击系统风险的基本指标,此外还需考虑雷击重合闸成功率、手动强送成功率、线路运行时间、线路重要性等级、供电可靠性指标和设备损害指标等重要因素。为有效评估电网雷击系统风险,提出了包含电网面向输电线路全层级对象的整体评估方法,该方法基于改进层次分析法建立电网雷害风险评估模型;此模型能针对影响电网雷害风险评估的诸多因素进行综合分析;并综合杆塔区段和逐基杆塔雷害风险评估方法建立"电网→线路→杆塔区段→杆塔"的全层级评估体系;其应用于典型500kV电网的评估结果表明该体系可有效确定防雷改造的重点线路、杆塔区段及杆塔,为电网雷电防护技术选择及策略制定提供了更科学的手段。

高速铁路牵引网雷害风险评估方法

雷电灾害已成为威胁高速铁路运行安全的重要因素,建立科学、系统、规范的高铁牵引网雷电风险评估系统,合理有效地指导高铁牵引网的防雷设计、运行和改造,具有十分重要的必要性和紧迫性。为此基于风险管理的概念提出了高速铁路牵引网雷电风险评估方法,讨论了牵引网雷击损害风险源获取方法、牵引网雷击损害类型,提出了不同落点、不同雷电流雷击损害概率的计算方法和流程。提出采用雷击跳闸率作为表征雷害风险的指标,其数值等于风险源数量与雷击损害概率的乘积。通过设定风险评估等级划分标准,实现了雷害风险等级评估,并建立了全参数、全路段雷害风险量化评估流程。京沪高铁评估结果表明:2005—2013年沿线风险源特征具有明显差异性,各段地闪密度最大值约为最小值的6倍,从北往南雷电流幅值累积概率50%电流值从36.5 k A逐渐减小为22.1 k A;2005—2013年京沪高铁全线126网格段中A、B、C、D风险等级的网格段数量分别为24、38、45、19,20%网格段处在低雷害风险,15%网格段处在强雷害风险。所提出的方法可有效确定牵引网雷害风险水平和风险等级分布,发现雷害风险严重区段,为高速铁路牵引网防雷优化设计和运维检修管理提供更加科学准确的参考依据。

±800kV直流输电线路雷害风险评估方法

为实现对±800 k V直流输电线路雷害风险快速、准确的评估,从绕击计算模型及评估参数计算方法等方面进行研究,确定杆塔雷击最小放电路径应为导线到横担和塔身距离中的较小者;采用左/右地面倾角值多点、独立计算提高地形地貌参数精度;提出以6 km×6 km网格大小对±800 k V线路雷电参数进行分块,来获取正、负极性地闪密度值NGP、NGN,并推荐以雷电地闪2 000次为阀值拟合获得雷电流幅值累积概率分布计算式,其较单一分布公式更加精细;提出单基杆塔计算模型中"极性效应"权重系数值αN=0.91、βN=0.09,αP=0、βP=1;提出的±800k V直流输电线路雷害风险评估方法可达到全长2 058.6 km、4 240基杆塔线路的快速评估要求,评估结果表明特高压直流线路雷击跳闸率计算值和实际运行值虽均满足实际雷击跳闸率控制参考值,但仍存在雷害风险高、雷害防御能力相对薄弱区段。其中,高风险杆塔共649基,占比15.3%,此类杆塔应作为后期运维及治理的主要对象。

基于AHP-FUZZY与SVM理论电网雷害风险评估

为了对电网遭受雷击灾害风险进行研究,以高压输电线路多个雷害影响因子为出发点对其进行归类,解决了以单因子雷击跳闸率作为高压输电线路遭受雷害评价指标的不足。采用AHP(层次分析法)-FUZZY(模糊数学理论)对电网雷害风险展开评估分级,引入某地500 k V电网工程实例,成功将该地电网雷害风险等级定为Ⅲ级中等雷害风险。为验证AHP-FUZZY法对电网雷害风险进行评估的准确性及可靠度,采用SVM(支持向量机)理论对工程实例进行分析计算,结果相关性系数R2为0.932,预测错误率为0,表明本次风险评估是可靠的,能够为电网雷害风险研究提供较大的理论与实际支撑。

配网线路差异化雷害风险评估技术

10kV配电线路由于绝缘水平比较低,雷击闪络更容易发生,易导致因此而生成的工频电弧将导线烧断。伴随电力系统配电线路绝缘化的改造,雷击断线问题更加突出。而近年来,国内外架空绝缘导线发生雷击断线和裸导线闪络跳闸的事件十分频繁,造成了多起人身伤亡事故和巨大的经济损失。配网架空线路雷击跳闸率高,极端条件下存在雷击断线问题。该文通过分析10k V配网架空线路雷击跳闸和雷击断线的机理,以及目前配网架空线路防雷现状,提出配网架空线路差异化雷害风险评估技术,并通过实际生产运用证明其行之有效。

基于蒙特卡罗抽样的配电网雷害风险评估

本次研究详细介绍了配电网雷害风险评估的数据处理方案,提出了导线因雷击而产生过电压的计算方法。最后基于雷电灾害停电风险计算原理引入蒙特卡罗抽样调查法对配电网各个块区域的故障状态进行抽样检测,并阐述了抽样检测的具体流程。

±400kV柴拉直流线路雷害风险评估及治理策略研究

基于线路自身参数、海量雷电监测数据及高精度地形地貌参数,综合改进后的电气几何模型及ATP/EMTP方法,完成±400kV直流输电线路绕、反击跳闸率计算,结合跳闸率指标实现线路雷害风险评估。利用线路坐标、合理划分网格,获取各基杆塔实际地闪密度值;以杆塔为单位挖掘度地形地貌信息,计算获得针对导线侧的地面倾角值;利用改进后的电气几何模型方法,基于线路自身参数搭建ATP/EMTP仿真模型,计算线路最小绕击耐雷水平及反击耐雷水平;结合雷电流入射角及导线侧地面倾角值,获得极I、极II最大绕击耐雷水平;以杆塔实际地闪密度值及绕、反击耐雷水平为基础,计算青海±400kV柴拉直流输电线路杆塔绕击(极I、极II)、反击雷击跳闸率,并结合实际跳闸率指标,实现线路逐基杆塔的雷害风险评估,并根据线路特性提出针对性的治理策略,实现柴拉直流防雷有效治理。

输电线路综合防雷措施技术经济性评估

有效的防雷措施改造可以提高输电线路的防雷性能,防雷措施的技术经济性评估是提高输电线路防雷改造投入产出比的基础。为此,根据初选-精选-优化的评估流程,提出了综合考虑技术经济性指标的输电线路防雷措施评估方法。基于线路的杆塔地形地貌特征、结构特征和绝缘配置,已安装防雷措施,跳闸率超标百分比,以及绕击电流入射点位置分布等因素进行筛选得到备选措施;综合考虑跳闸率降低效果、工程费用、改造目标、改造难易度、维护难易度、运行寿命的影响及其相对重要程度,确定最优防雷改造措施;在此基础上进行防雷改造预期治理效果评估,针对未达标杆塔进行措施优化,确定最终防雷改造措施。采用该评估方法对复杂地形条件下的典型220 kV输电线路进行综合防雷措施改造,预期治理效果评价结果表明线路防雷性能满足改造要求。

差异化的防雷措施在配电线路中的应用

差异化的防雷措施在输电线路中得到了广泛应用,取得了良好的效果。而由于配电线路在结构特点、防雷设置等方面与输电线路存在较大差异,差异化防雷措施在配电线路中的应用需要进行一定的修正。通过分析,认为差异化防雷措施在配电线路中应用首先应针对单条线路进行雷害风险评估,继而提出了针对性的防雷措施,特殊条件下输电线路中的防雷措施也可借鉴用于配电线路防雷。

唐山地区220 kV输电线路综合防雷模拟仿真研究

为研究220 kV输电线路易发生雷电跳闸事故的原因及其综合防治措施,通过对输电线路仿真建模,利用ATP-EMTP仿真计算输电线路的反击跳闸率,利用基于EMG电气几何模型开发的C++程序计算输电线路的绕击跳闸率,以唐山地区某220 kV输电线路为例,对输电线路各基杆塔进行雷击闪络风险评估及防雷风险等级划分,确定了输电线路9个易闪点杆塔;且针对雷击风险较高的杆塔,进行原因分析,因地制宜提出了具有针对性的各基杆塔防雷改造措施。结果表明,差异化防雷对提高输电线路耐雷水平作用显著,所开发软件可提高仿真计算速率。

330kV输电线路雷击跳闸率计算方法研究

对当前普遍适用的4种雷击跳闸率计算方法,通过典型实例进行仿真计算,认为以ATP/EMTP法及修正后电气几何模型计算获得的杆塔雷击跳闸率更符合线路实际运行情况,建议将其作为330 kV线路雷击跳闸的计算方法。同时以330 kV玛玉线为典型实例进行防雷评估,获得各雷害风险等级杆塔分布情况量化结果,也可以为线路防雷改造提供直接指导。