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一种新型线路避雷器及其对复杂地形线路防雷保护影响研究

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1 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 课题研究现状

1.3 本文的研究内容

2 220 kV新型线路避雷器的设计

2.1 三种线路避雷器的性能分析

2.2 220 kV新型线路避雷器的提出

2.3 220 kV新型线路避雷器的绝缘配合

2.4 本章小结

3 220 kV新型线路避雷器的电位、电场计算分析

3.1 模型建立

3.2 参数设定

3.3 三种避雷器电位、电场分布的对比分析

3.4 改进措施及其效果分析

3.5 本章小结

4 复杂地形多雷地区输电线路的耐雷性能分析

4.1 220kV山越线情况概述

4.2 电气几何模型

4.3 电磁暂态计算程序

4.4 输电线路耐雷性能的影响因素分析

4.5 本章小结

5 220 kV新型线路避雷器的防雷效果分析

5.1 新型线路避雷器的防绕击特性研究

5.2 新型线路避雷器的防反击特性研究

5.3 新型线路避雷器用于山越线防雷的效果分析

5.4 新型线路避雷器安装方案建议

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

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摘要

随着现代社会的快速发展,电力系统的重要性日益突出,其运行可靠性越来越受到重视。然而,作为电力系统主要组成部分的输电线路,由于长期暴露在空旷的野外,极易遭受雷击,造成线路故障,导致了巨大的社会经济损失。四川地区雷电活动频繁,地形复杂,其独特的地理条件不仅导致进一步降低接地电阻存在困难,也使得避雷线等传统防雷手段失效,最终导致雷雨季节四川地区输电线路频繁发生雷击跳闸,其中,以220 kV输电线路遭受雷害最为严重。相关研究表明,线路避雷器能同时防止雷电反击和绕击跳闸,是减少线路雷击跳闸事故,提高供电系统可靠性,进一步降低运行成本的一种有效手段。针对线路避雷器,本文主要开展了以下工作:
  ①针对现行线路避雷器无法兼顾安装维护方便性、调节精确性和运行可靠性的不足提出了一种便于安装更换、间隙距离精确可调、运行可靠且具有“免维护”功能的220 kV新型线路避雷器。
  ②利用AutoCAD和ANSYS软件建立了220 kV站用避雷器、外串纯空气间隙避雷器以及新型线路避雷器等相关电气设施的三维模型,仿真计算了三种避雷器ZnO阀片的电位、电场分布情况。分析了均压环等优化措施对新型线路避雷器阀片电位、电场分布的影响,验证了其电气可行性。
  ③基于220 kV山越线的实际线路参数,利用电气几何模型和电磁暂态计算程序ATP-EMTP就山坡倾角、大跨越和冲击接地电阻对线路耐雷性能的影响进行了分析。
  ④以山越线为防雷研究对象,利用ATP-EMTP软件仿真了新型线路避雷器在复杂地形多雷地区雷害防治工作中的功效,计算分析了不同新型线路避雷器安装方案对线路耐雷性能的影响,并给出了对新型线路避雷器安装方案的原则性建议。
  仿真结果表明,通过采取适当的优化措施,新型线路避雷器ZnO阀片电位、电场分布能满足实际工程要求,将其应用在复杂地形多雷地区能大幅提高输电线路的耐雷性能,有望得到进一步研发和实际工程应用。

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