35kV线路反击耐雷性能的仿真研究

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1、2009年第9期《贵州电力技术》(总第123期)35kV线路反击耐雷性能的仿真研究贵州省电力培训中心饶忠兰[550002]摘要本文利用ATP～EMTP仿真程序，对一条35kV线路两种典型杆塔的反击耐雷性能进行了仿真和分析。，gP：-I(2)1引言雷击是造成线路跳闸停电事故的主要原因，同其中，I为雷电流幅值(kA)；P是幅值大于I的雷电流概率。本文对实际线路建立ATP—EMTP模时，雷击线路行成的雷电过电压波，沿线路传播侵入变电所，也是危害变电所设备安全运行的重要因素，型，以此模型分析得到线路的耐雷水平，再由式(2)因此，必须十分重视

2、输电线路的雷击过电压及其防和式(1)可得线路的雷击跳闸率。护问题。‘·I4g-近年来，国内外的学者对110kV以上电压等f61-5)I3)．／=—＼1—2—50'一'r一级的输电线路雷击特性进行了大量的仿真和研2l究。然而，针对35kV及以下电压等级的低压配电1600ll600(2}●、网的雷击过电压的研究还很少见，而且由于中国l、35kV线路大多采用中性点不接地的方式运行，且●●I全线不架设避雷线，当雷击使得线路单相闪络时，l建弧率很低，一般不会引起线路跳闸，而只有发生相间短路时才会使得整个线路跳闸，这使得用传(a)Z‘蠢多裂’b

3、Z型行波桩计算模型●统的规程法很难对其耐雷特性进行研究。因此，————～篆本文针对中国贵州省贵阳地区某条多次遭受雷击／，一＼／、＼盎一：I】【】l7飘t匍0l的35kV线路，利用ATP—EMTP仿真程序，对1I、●35kV线路典型的两种杆塔的反击耐雷性能进行堂了仿真和分析。爱一235kV输电线路反击耐雷特性计算方法2．11计算模型的建立(c)II型杆塔参数(d)11型杆塔行波桩计算模型图1杆塔参数及行波桩计算模型雷击引起线路跳闸必须具备两个条件：①雷电本文以贵阳市供电局某条多次遭受雷击的流必须超过线路耐雷水平，引起线路绝缘发生冲击3

4、5kV线路的代表参数为例建立ATP—EMTP模型，闪络；②冲击闪络继而转为稳定的工频电弧，才会导导线采用无分LGJ一120／20，水平档距为150m，年致线路跳闸。这些过程都具有随机性。由中华人民雷电日选为40d，杆塔为z型塔和Ⅱ型塔这两种典共和国电力行业标准DL／T620—1997⋯中规定的规型杆塔，杆塔尺寸如图1(a)、(c)所示，绝缘子为XP程法可知，反击跳闸率的计算公式为：一70，片数为4片。n1：，(I)用ATP—EMTP计算雷电流在杆塔中的传播过其中，11为反击跳闸率；为建弧率；N．为线路程时，采用分布参数模型模拟杆塔，

5、两种典型杆塔的的年落雷次数；g为击杆率；P为雷电流超过耐雷水分布参数模型如图1(b)、(d)所示，图中1、2、⋯表平的统计概率。N、'ri、g可按规程法中的方法进行示杆塔模型各节点编号；(1)、(2)、⋯表示各支路编计算。号；Rg为接地电阻，图1(b)中3～5节点为绝缘子对于雷电流的幅值的概率分布，规程法推荐按悬挂点，图1(d)中3、5、7节点为绝缘子悬挂点。下式计算·39·2009年第9期《贵州电力技术》(总第123期)根据杆塔的分布参数模型和实际线路参数}I』l时线路对地电压建立ATP仿真模型如图4所示，线路用ATP—／、，＼一

6、～，——～——⋯l一一EMTP中提供的LCC模块模拟，雷电流全波时间选为为2．6／50Ixs。杆塔波阻抗按实际测量值取为125Q。[c相城路对地电压I岍n~V、，～、、一050{5∞加35晋04550t5)图3A相绝缘子串闪络后各相线路对地电压波形由图3可知，B、C两相导线上所产生的耦合过电压极性与杆塔上由于雷电流而产生的暂态电压极性相同，且幅值亦很高，所以此时B、C两相绝缘子串上所受的电压将会降低，使得B、C两相在此雷电流幅值水平时不会闪络，如图4所示。而由于35kV线路采用中性点不接地或通过消弧线圈接地方式运行，所以只有当两相或

7、三相都闪络时才会使得线路(a)Z型杆塔ATP仿真模型跳闸，这就需要较大幅值的雷电流，使得一相先闪络时另两相线路上产生的过电压与杆塔电位相比较㈣蝴瑚㈣。瓣晰枷。枷鲫瑚㈣瑚。埘小，且耦合过电压还没来得及发展到幅值，由于杆塔电位很高使得另外两相中有一相或两相上绝缘子上所受电压已超过绝缘子的冲击闪络电压而闪络，从而行成相间短路使得系统跳闸。因此，本文以ATP—EMTP模型分析杆塔的耐雷水平，以线路中两相临界闪络时对应的雷电流水平作为35kV线路的反击耐雷水平。(b)I1型杆塔ATP仿真模型(1图2ATP仿真模型2．2耐雷水平的确定35kV系

8、统中性点采用不接地方式或通过消弧线圈接地方式运行，当雷击时，即使有一相绝缘子闪络，也由于其建弧率低且系统允许一定时间的单相对地短路，因而系统也不会引起跳闸。只有两相或三相都闪络了，形成相间短路，才会引起系统跳闸。图4A相绝缘子串闪络时