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输电线路雷击过电压分析及应用研究

作　者: 齐秀君
导　师: 李琳
学　校: 华北电力大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 雷击 Agrawal耦合模型时域有限差分法电气几何模型 IEEE flash
分类号: TM863
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

电力系统的输电及配电线路大部分裸露在空中,因而最易遭受雷击并造成供电中断、供用电设备损坏等事故。因此对目前的线路防雷现状进行研究,可为防护雷电过电压,提高线路的安全可靠性及防雷设计提供有价值的参考依据。本论文对输电线路的感应雷和直击雷过电压计算方法进行研究,主要研究成果如下:1)感应雷过电压的研究。将雷电通道看作垂直于地面的单极子天线,从麦克斯韦方程组出发,得出了雷电回击通道周围空间电磁场的计算方法;将Agrawal场线耦合模型和时域有限差分法相结合,推导出了输电线上各节点的电压电流的FDTD迭代公式,并且用近似的方法得出土壤阻抗的时域表达形式,从而处理了场线耦合模型中存在的频变参数;针对我国10kV配电线路的两种布线形式(三角形布线和列式布线),应用上述理论计算了三相电路感应雷过电压分布情况,并对影响感应雷电压分布的各因素进行了分析。2)直击雷过电压的研究。主要包括雷击杆塔塔顶(反击)和雷绕过避雷线直击导线(绕击)两种情况引起的线路跳闸率的分析。绕击情况采用电气几何模型,用暴露距离计算;反击情况采用IEEE flash程序的基本原理,采用概率统计的方法计算线路跳闸率;应用此方法,对保定地区220kV同塔双回线路的雷击跳闸率进行了计算,根据计算结果提出了提高线路绝缘水平应采取的措施。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-14
  1.1 课题研究背景  9
  1.2 国内外研究现状  9-12
    1.2.1 雷电现象  10
    1.2.2 雷电回击模型  10
    1.2.3 场线耦合模型  10-11
    1.2.4 传输线理论及其计算方法  11
    1.2.5 直击雷研究  11-12
  1.3 本课题完成的主要工作  12-14
第2章架空输电线感应雷分析  14-26
  2.1 雷电通道周围电磁场计算  14-23
    2.1.1 雷电回击模型概述  14-15
    2.1.2 假定大地为理想导体时空间雷电电磁场计算  15-19
    2.1.3 地面电导率影响  19-20
    2.1.4 实际算例  20-23
  2.2 场线耦合模型  23-25
  2.3 本章小结  25-26
第3章多导体传输线的时域有限差分法  26-39
  3.1 时域有限差分法原理  26-31
    3.1.1 传输线FDTD 方程  26-28
    3.1.2 Agrawal 耦合模型的FDTD 形式  28-29
    3.1.3 导线单位长参数计算  29-30
    3.1.4 算例  30-31
  3.2 频变参数处理  31-38
    3.2.1 土壤阻抗计算  31-33
    3.2.2 含频变参数的Agrawal 耦合模型FDTD 形式  33-36
    3.2.3 实际算例  36-38
  3.3 本章小结  38-39
第4章架空输电线雷击跳闸率分析  39-54
  4.1 雷电参数  39-41
    4.1.1 雷暴日和地面落雷密度  39-40
    4.1.2 雷电流幅值  40-41
  4.2 雷电绕击跳闸率计算  41-45
  4.3 雷电反击跳闸率计算  45-53
    4.3.1 杆塔模型  45-48
    4.3.2 反击雷过电压  48-51
    4.3.3 工程算例  51-53
  4.4 本章小结  53-54
第5章结论及展望  54-55
参考文献  55-58
在学期间发表的学术论文和参加科研情况  58-59
致谢  59-60
论文摘要  60-72

输电线路雷击过电压分析及应用研究

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