防止同塔双回输电线路雷击同跳事故的方案研究

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目前随着输电走廊的紧缺,为了保护环境并减少投资,提高输电走廊的单位传送电量,我国开始使用同杆多回线路,但是使用同塔多回线路的时候,杆塔更容易被雷电击中造成雷击跳闸率居高不下。同塔多回线路如果被雷电流击中时,其绝缘子可能会发生闪络,闪络相数比较多时,就有可能发生单回或者多回线路同时跳闸,如果多回输电线路发生同时跳闸(即同跳事故)将造成严重的停电,并造成不可预计的经济损失。在同塔多回线路中,同塔双回线线路应用比较广泛,广元市220kV线路也大多采用同塔双回线路进行铺设。据相关统计,电网事故中50%超过一半以上的跳闸事故都是雷电过电压引起的,雷电过电压可分为两种,直击雷和感应雷,直击雷雷电电流幅值比较大对同塔多回线路更具有威胁。而直击雷可以分为绕击和反击两种,其中反击的雷电电流值可达100kA以上,而绕击雷的幅值则通常在20~30kA,对广元220kV雪江2线雷击事导致同塔多回线路雷击同跳进行分析,发现导致同跳的也是雷电反击。  首先对同塔双回输电线路的数学模型进行了研究,对输电线路、杆塔、绝缘子、接地电阻以及雷电电流六个部分分别建立模型。再利用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP对广元雪江2线同塔双回线路遭受的雷电反击进行仿真分析,仿真分析与实际情况相吻合,说明模型的有效性。  其次对杆塔接地电阻、杆塔高度及档距、绝缘配置和继电保护这几方面影响同塔双回线路雷击同跳的因素进行了分析。根据实际情况,提出从接地电阻、绝缘配置和继电保护方面进行改善输电线路的耐雷水平从而避免雷击同跳,对广元市雪江220kV线路在这几方面参数变化情况下进行了耐雷水平的仿真,得出以下结论:  ①其中继电保护对耐雷水平的提升比较明显,输电线路采用纵联差动保护后其双回线路的耐雷水平(雷击同跳的雷电电流值)能够提升50kA以上;  ②而调整绝缘子的配置则能够单方面让雪江二线杆塔的耐雷水平提高到在遭受雷击与同跳事故大小相等的雷电电流值时,雪江二线两回线路不同时跳闸;  ③同塔双回输电线路杆塔的接地电阻阻值对其同塔双回线路雷击同跳的耐雷水平影响较大,降低接地电阻能够有效的提高线路雷击同跳的耐雷水平。  最后针对广元电网雪江2线情况对提出的四种提高耐雷水平防止雷击同跳的措施进行了优缺点分析,最后选择采用纵差保护与降低接地电阻方案。采用的方案能够提升其整体线路的耐雷水平,根据需要对易遭受雷击的杆塔可再采取降低接地电阻措施,从而在提升线路耐雷水平同时也能比较节省成本。
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