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珠江三角洲某地区10kV配电线路防雷性能评估及其策略研究

作　者: 唐军
导　师: 刘刚; 张鸣
学　校: 华南理工大学
专　业: 电气工程
关键词: 10kV配电线路防雷策略雷击跳闸电气几何模型避雷器加强绝缘接地电阻
分类号: TM862
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

珠江三角洲某地区10kV配电线路运行数据表明，10kV配电线路雷害事故频繁发生，严重危害了配电网的供电可靠性和电网安全，影响人民群众的生产、生活用电。因此，结合珠江三角洲地区10kV配电线路运行与雷害发生情况，研究珠江三角洲10kV配电线路的防雷保护措施具有相当重要的工程实际意义。本课题首先对珠江三角洲某区的10kV配电线路基础和运行参数进行调研，建立基于电气几何模型的10kV配电线路雷击跳闸计算模型，以二者为基础并结合雷电定位数据分析该地区地闪密度分布和雷电流幅值概率分布情况对10kV配电线路雷击跳闸的影响。该地区处于珠江三角洲平原边缘，西部和北部是山区地带，地形较为复杂，通过地面倾角这一物理量对当地地形地貌因素分布情况进行反映。该地区经济发达，输电线路分布密集，本文以该地区某实际运行输电线路为例，根据杆塔架设前后线路走廊范围内的雷电地闪密度和雷电流幅值概率分布的变化情况，分析输电线路的引雷作用对10kV配电线路雷击跳闸的影响。此外，通过电磁场理论和电气几何模型分析该地区东部高耸建筑群对10kV配电线路感应雷和直击雷过电压的屏蔽效果。其次，根据建立的10kV配电线路雷击跳闸率计算模型分析加强绝缘、不平衡绝缘两种配置方式下的防雷效果。以电气几何模型和感应雷机理为基础分析避雷器的直击雷和感应雷保护范围，在同一级杆塔上的不同安装组合方式的防雷效果，为防雷策略的制定提供依据。最后，综合对珠江三角洲某地区10kV配电线路防雷性能和各项防雷措施配置方案的防雷效果的评估结果，结合珠江三角洲某地区实际情况，形成一种以加强绝缘和安装线路避雷器的防雷策略。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-17
  1.1 研究目的和意义  11
  1.2 国内外研究现状  11-16
    1.2.1 线路雷击跳闸评估方法的研究现状  11-14
    1.2.2 配网防雷措施研究现状  14-16
  1.3 本课题研究内容及其主要工作  16-17
第二章珠江三角洲某地区 10kV 配电线路防雷现状分析  17-26
  2.1 线路跳闸概况分析  17-18
  2.2 雷击故障特性分析  18-19
    2.2.1 雷击跳闸故障点分布的区域性  18
    2.2.2 雷击跳闸事故发生时间的集中性  18-19
  2.3 雷击故障点与地闪活动时空分布规律的相关性研究  19-22
    2.3.1 雷击故障与雷电地闪在时间上的相关性分析  19-20
    2.3.2 雷击故障点分布与地闪分布的相关性分析  20-22
  2.4 常见避雷器故障分析  22-24
    2.4.1 设备故障概况分析  22
    2.4.2 常见避雷器故障原因分析  22-24
    2.4.3 跳闸重合不成功故障分析  24
  2.5 小结  24-26
第三章基于电气几何模型的 10kV 配电线路雷击跳闸率计算  26-32
  3.1 评估模型的建立  26-29
    3.1.1 10kV 无避雷线线路电气几何模型原理  26-27
    3.1.2 直击雷引雷范围  27-28
    3.1.3 感应雷受雷宽度  28-29
  3.2 10kV 配电线路雷击跳闸率计算  29-30
    3.2.1 线路直击雷跳闸率计算  29-30
    3.2.2 感应雷跳闸率的计算  30
  3.3 跳闸率计算实例  30-31
  3.4 小结  31-32
第四章 10kV 配电线路雷击跳闸影响因素分析  32-55
  4.1 地闪密度  32-36
    4.1.1 统计方法的选取  32-33
    4.1.2 统计模型的建立  33
    4.1.3 走廊宽度的确定  33-34
    4.1.4 统计结果分析  34-36
  4.2 雷电流幅值概率分布  36-37
    4.2.1 函数拟合  36-37
    4.2.2 雷电流幅值概率分布函数曲线比较  37
  4.3 地面倾角  37-39
    4.3.1 线路处于山顶  38
    4.3.2 线路处于山腰  38-39
    4.3.3 线路处于山脚  39
  4.4 周边输电线路  39-48
    4.4.1 统计线路的选取  40
    4.4.2 统计模型的建立  40-41
    4.4.3 地闪密度  41-42
    4.4.4 雷电流幅值分布  42-44
    4.4.5 配电线路受雷宽度与输配电线路间距离关系研究  44-48
  4.5 高耸建筑  48-54
    4.5.1 雷电直击击中点选择性分析  49
    4.5.2 10kV 配电线路感应雷过电压分析  49-52
    4.5.3 城区中心 10kV 配电线路雷电先导下电场仿真分析  52-54
  4.6 小结  54-55
第五章 10kV 配电线路防雷措施配置方案评估  55-66
  5.1 绝缘配置  55-56
  5.2 避雷器安装相位组合评估  56-57
  5.3 避雷器保护范围研究  57-63
    5.3.1 线路感应雷过电压分布情况  57-59
    5.3.2 最大感应雷过电压与雷电流幅值的关系分析  59-61
    5.3.3 避雷器防感应雷保护范围分析  61-63
  5.4 其它保护措施  63-64
    5.4.1 保护间隙  63
    5.4.2 降低接地电阻  63-64
    5.4.3 架设避雷线  64
  5.5 小结  64-66
第六章 10kV 配电线路综合防雷策略研究  66-72
  6.1 结合实际雷电流幅值概率分布的绝缘配置优化策  66
  6.2 避雷器优化安装策略  66-68
    6.2.1 避雷器安装点的选择  66-67
    6.2.2 避雷器安装相位的选择  67
    6.2.3 避雷器安装密度的选择  67-68
  6.3 降低接地电阻  68-70
    6.3.1 常见的降阻措施  69
    6.3.2 避雷器与杆塔的接地配合  69-70
  6.4 小结  70-72
结论与展望  72-74
参考文献  74-78
攻读硕士学位期间取得的研究成果  78-80
致谢  80-81
附件  81

珠江三角洲某地区10kV配电线路防雷性能评估及其策略研究

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