10 kV配电线路架空地线配置方法及其防雷效果评价

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wx1980_2009
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配电网作为城乡经济社会重要基础设施,是联系能源生产和消费的关键枢纽,随着“双碳”目标的提出,对其安全可靠运行提出了更高的要求。雷电是导致配电线路故障的主要原因之一,经验表明配电线路一般会受到附近建筑物及树木的屏蔽,雷电直击线路的概率较小,雷电事故主要是由感应雷过电压引起的。为了有效地保护配电系统,有必要对雷电引起的感应雷过电压进行评估,并提出有效的防护措施。同时,获取实际运行配电线路感应雷过电压实测数据在感应雷过电压特性分析与防雷措施效果评价方面具有重要意义。基于上述研究背景,本文围绕配电线路架空地线配置方法及绝缘配合、配电线路感应雷过电压波形特征实测分析和采用架空地线后配电线路防雷效果评价三个方面开展研究。论文主要工作如下:首先,基于2-D FDTD配电线路感应雷过电压计算模型,系统研究了架空地线关键物理参数(如空间位置、接地间隔及接地电阻等)对配电线路感应雷过电压特性的影响,提出10 k V配电线路架空地线配置方法。并在配网应用架空地线基础上提出与其它线路绝缘设备配合的设计参数值选取和保护方案选择的指导原则,该体系能够在较宽土壤电阻率范围提供更优良的雷电防护性能。其次,利用新型智能绝缘子宽频电压监测装置,对实际运行线路的感应雷过电压特征进行实际测量,开展相关的波形特征分析与参数统计工作,并对观察到的雷电感应电压波波尾呈双极振荡现象,基于时域有限差分法建模仿真进行了验证。测得的感应雷过电压波形大体经历三个变化阶段:包括在初始负峰值之前的缓慢升高,随后是快速极性反转以及后续的衰减振荡,其中最后一个过程值得注意。实测感应雷过电压波形参数受不同定义标准影响,可能与标准雷电冲击电压(1.2/50μs)有很大不同。最后,基于ATP-EMTP建立配电线路全线的感应雷过电压计算模型,并代入线路雷击实测数据反推实际线路监测装置安装处的感应雷过电压情况。将仿真结果与实测结果对照,从波形特征与幅值特性两方面对架空地线防雷有效性进行分析,并结合运行数据,对采用架空地线后10 k V配电线路防雷效果进行了评价,但由于地区雷电活动的随机性,获取线路后续运行数据同样重要。本文提出的配网架空地线配置方法及绝缘配合,理论上能在宽土壤电阻率范围提供较优的感应雷过电压防护性能,通过建立示范应用,对采用架空地线后实际运行线路感应雷过电压数据进行监测、评估,结果可以为架空配电线路雷电防护提供理论参考,具有重要的工程指导意义。
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