电力论文哪里有？本文以某地区330kV混联输电线路为基础，在ATP-EMTP电磁暂态仿真软件中搭建了架空线-电缆同塔双回混联输电线路模型，仿真分析了由雷击引发的绕击和反击过电压，研究了多种常见因素对雷击过电压的影响，并采取了相应的抑制措施。
1 绪论
1.2 国内外研究现状
1.2.1 输电线路防雷保护发展历程
输电线路在电力系统中充当电能传输的关键环节，是电网运行中不可或缺的组成部分。由于其长期处于裸露的环境下，也最容易发生事故。据相关统计数据显示，目前为止的大多数大规模停电事件均由输电线路故障引发，尤其是随机性和破坏性极强的雷电灾害故障居多。对于输电线路的防雷保护，从上个世纪二十年代处初便有许多学者认识到了雷电对于线路的危害，开始了初步的研究。
在第一阶段，也就是19世纪30年代初以前，人们主要关注的是感应雷对输电线路的影响。当时认为输电线路主要是受到感应雷的作用，尽管已经注意到直击雷的存在，但普遍认为这种情况并不常见[14]。在设计输电线路时，架空地线通常被要求与导线尽可能接近，主要原因是为了减少因感应雷产生的过电压。在这个时期，对雷电的测量并没有得到广泛开展，直到美国建成了第一条220kV千伏的输电线路，由于严重雷害事故的影响，线路的安全稳定运行受到了极大威胁，对雷电的研究工作才得以快速开展。在随后的时期，包括美国和日本在内的一些国家纷纷采用阴极射线示波器技术来对雷电活动进行详细测量。
3 混联输电线路绕击过电压仿真研究
3.1 系统模型
3.1.1 雷电流模型
科学家对雷电的研究早在100多年前就已经开始了。随着科学技术的不断发展，一些学者提出用数学模型来描述真实的雷电流。在十九世纪末，德国的一位物理学家首次估算出了雷电流的幅值，随后苏联的科学家通过人工引雷的方法采集到了雷电流的波形。在二十世纪四十年代，有两位学者通过对输电线路雷击方面的研究，总结经验提出了雷电流的双指数模型[56]。但此时对雷电流的描述依然存在一些问题，直到1950年左右，有学者利用示波器观察到了更为准确的雷电流波形，提供了更加真实的雷电流数据。在1985年，一种新的雷电流模型(Heidler模型)由Heidler等人提出并被国际电工委员会正式作为雷电流的表达式。相比较于双指数模型，Heidler模型的雷电流波形更加符合实际，能够较好的体现出雷电流的特征。
另外，电流陡度因子n在一般情况下可取值2或10，本文选取2。雷电通道的波阻抗设定为300Ω。由于多重雷击的时间间隔一般在毫秒极左右，同时三次以上的雷击对线路造成的影响与二次雷击基本相同，因此本文只对首次雷击和二次雷击进行研究。根据雷云放电理论，第一次雷击雷电流的幅值要远大于后续雷击，因此设首次雷击的雷电流幅值为100kA，二次雷击的雷电流幅值40kA。根据国际标准IEC61312，首次雷击的参数设置为10/350µs，二次雷击的参数设置为0.25/100µs。在ATP中默认雷电流的极性为正，但若不研究雷电的放电过程，对仿真结果几乎没有影响。
4 混联输电线路反击过电压仿真研究
4.1 反击过电压分布
随着国民经济和城市建设的飞速推进，输电线路的总长度及电压等级每年均有所提升，从而对其安全可靠运行提出了更高的要求。在超高压输电线路的稳定运行过程中，雷击故障是首要的威胁因素，特别是由雷击避雷线或雷击杆塔所致的雷电反击过电压。因此针对反击过电压的研究具有至关重要的意义。本章利用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件对雷电反击过电压进行仿真建模，模拟分析了不同落雷位置下线路上各处反击过电压分布规律。进一步探讨了雷电流波形及线路遭受多重雷击对反击过电压的影响。计算了不同雷电流波形和接地电阻下线路的反击耐雷水平，最后分析了降低接地电阻和安装避雷器对反击过电压的抑制效果，并评估了避雷策略的有效性。
4.1.1 不同落雷位置对反击过电压的影响
超高压输电线路杆塔较高，雷击塔顶或者避雷线会发生反击。当雷击杆塔顶部时，会在架空线路上和电缆线路侧产生反击过电压。参数设置与上一章绕击时相同，在杆塔顶部引入雷电流。当雷击点设在第3基杆塔塔顶时，各类型输电线路的不同位置处电压波形及绝缘子两端电压波形和电流波形如图4-1至4-7所示。
4.2 考虑多重雷击时线路反击过电压
4.2.1 多重雷击对线路的影响
为了研究多重雷击时线路上各位置的反击过电压分布，本节依旧设第一重雷电流为100kA，第二重雷电流为40kA，雷击时间间隔为0.1ms，雷击发生于不同杆塔的塔顶，具体分为（1）第一次雷击在第3基杆塔塔顶和第二次雷击在第1基杆塔塔顶；（2）第一次雷击在第1基杆塔塔顶和第二次雷击在第5基杆塔塔顶；（3）第一次雷击在第5基杆塔塔顶和第二次雷击在第3基杆塔塔顶三种情况，本节首先对第一次雷击在第3基杆塔塔顶和第二次雷击在第1基杆塔塔顶这一情况展开研究，图4-14至图4-19为线路遭受多重雷击时反击过电压分布图。
5 结论与展望
5.1 结论
本文以某地区330kV混联输电线路为基础，在ATP-EMTP电磁暂态仿真软件中搭建了架空线-电缆同塔双回混联输电线路模型，仿真分析了由雷击引发的绕击和反击过电压，研究了多种常见因素对雷击过电压的影响，并采取了相应的抑制措施。本文的主要研究结论如下：
（1）线路各处过电压分布情况与落雷位置有关。当发生绕击时，雷击架空线首端位置时线路各观测位置过电压幅值普遍大于雷击架空线中间和末端位置时线路过电压幅值。被绕击相A相上的过电压幅值最高为1.88MV且会导致绝缘子闪络。电缆侧观察到的雷电过电压幅值相对较低，为498.1kV。两种类型的线路上雷击过电压的幅值都随雷击点距离的增加而降低。架空线路所承受的雷击过电压幅值显著高于电缆线路。
（2）对输电线路可能会遭受连续性雷击这一特点，考虑了三种不同的雷击情况，研究表明架空线路首端遭受首次雷击和架空线路末端位置遭受后续雷击这一情况过电压问题最为严重，架空线路上过电压幅值可达5.6MV，电缆侧过电压幅值为966.4kV。连续绕击时架空线路上过电压幅值为线路遭受首次雷击时过电压幅值的2.98倍。多重雷击时间间隔越短，线路上的雷击过电压幅值越高。通过降低杆塔的接地电阻，可以在一定程度上减少绕击过电压幅值。然而，单纯减小接地电阻对绕击过电压抑制效果有限，因此还需通过在线路上安装避雷器来降低雷击过电压幅值。在三种不同的配置方案中，架空线路首端、中间位置及末端装设避雷器架空线路上过电压幅值被限制在997.8kV，电缆线路上过电压幅值被限制在604.5 kV，抑制作用最为明显。
参考文献（略）
