架空輸電線路雷電過電壓識別

　　實(shí)際輸電線路兩端往往接有避雷器、變電站，電源等。電流行波在母線處會發(fā)生多次折反射。本文所利用的識別特征量取自輸電線路電流行波的波頭部分。本文所提出特征參量計算區(qū)間為電流行波峰值前4μs ，只要電流信號取樣點(diǎn)距離母線> 600 m ，即可認(rèn)為所獲取的電流行波波頭未含有發(fā)生反射的電流行波，所提取出的特征量是真實(shí)可信的。只要選擇合適的測量點(diǎn)，輸電線路兩端接線不會對本文所提出的識別方法產(chǎn)生影響。

　　6 　結(jié)論

　　為避免變電站內(nèi)部接線對雷電過電壓類型辨識問題的影響，本文分析了感應(yīng)、繞擊、反擊3 種雷電過電壓發(fā)生時輸電線路電流行波的波形特點(diǎn)，并利用EMTP 仿真驗(yàn)證了這些特點(diǎn)?；诜抡娼Y(jié)果，提出了雷電過電壓的識別特征量，并分析了實(shí)際線路中其它因素對特征量的影響，得出如下結(jié)論:

　　a) 當(dāng)感應(yīng)雷過電壓發(fā)生時，由于三相導(dǎo)線空間位置基本相近，三相電流波形基本相似; 發(fā)生反擊時，在絕緣子未擊穿之前，電流行波為電磁耦合分量，幅值較小。陡度低，上升時間長，絕緣子擊穿之后，由于雷電流直接注入導(dǎo)線，閃絡(luò)相電流行波幅值陡升;發(fā)生繞擊時，雷電流直擊注入導(dǎo)線，電流行波不存在電磁耦合分量，其幅值直接大幅陡升。

　　b) 基于上述特點(diǎn)，可利用三相波形最小相似度Smin來區(qū)分感應(yīng)和直擊雷電過電壓。對于直擊雷電過電壓，可以利用雷擊相電流行波波頭在[ 2 % Imax ，5 % Imax ] ，[5 % Imax ， 50 % Imax ]兩個區(qū)間的上升時間之比ρ來識別繞擊和反擊雷電過電壓。

　　c) 對于實(shí)際工程應(yīng)用，合理設(shè)置電流閾值和上升時間比ρ的計算區(qū)間，即可避開沖擊電暈以及雷擊桿塔時感應(yīng)過電壓的影響;合理設(shè)置電流行波信號采樣點(diǎn)，可避開線路接線端折反射波對識別參量的干擾。仿真表明本文所提出的特征量不受雷電流波形參數(shù)影響，能夠有效地辨識感應(yīng)，繞擊，反擊等雷電過電壓。

　　參考文獻(xiàn)

　　[ 1 ] 張緯鈸, 何金良,高玉明. 過電壓防護(hù)及絕緣配合[M] . 北京:清華大學(xué)出版社, 2002.

　　[ 2 ] 梁義明,葛　棟. 同塔多回線路防雷計算中的桿塔模型[J ] . 高電壓技術(shù),2006 ,32 (1) :76278.LIANG Yi2ming , GE Dong. Tower model in calculation of light2 ning protection on multi2circuit t ransmission line wit h same tow2er [J ] . High Voltage Engineering , 2006 , 32 (1) :76278.

　　[ 3 ] 楊　慶,趙　杰,司馬文霞,等. 云廣特高壓直流輸電線路反擊耐雷性能[J ] . 高電壓技術(shù),2008 ,34 (7) :133021335.YANG Qing , ZHAO Jie , SIMA Wen2xia , et al . Lightningback2flashover performance of t he yun2guang U HV DC t rans2mission lines [ J ] . High Voltage Engineering , 2008 , 34 ( 7 ) :133021335.

　　[ 4 ] 伏　進(jìn), 司馬文霞,李建標(biāo),等. 基于分形理論的超特高壓線路繞擊耐雷性能*估[J ] . 高電壓技術(shù),2009 ,35 (6) :127421278.FU Jin , SIMA Wen2xia , LI Jian2biao , et al . Estimation onlightning shielding performance of t he t ransmission lines based on t he f ractal t heory [ J ] . High Voltage Engineering , 2009 ,35(6) :127421278.

　　[ 5 ] 束洪春, 張廣斌,孫士運(yùn),等. ±800 kV 直流輸電線路雷電繞擊與反擊的識別方法[J ] . 中國電機(jī)工程學(xué)報,2009 , 29 (7) :13219.SHU Hong2chun , ZHANG Guang2bin , SUN Shi2yun , et al . I2 dentification of shielding failure and back st riking in U HVDC transmission lines [J ] . Proceedings of t he CSEE ,2009 , 29 (4) :13219.

　　[ 6 ] 齊　沖. 高壓輸電線路雷電繞擊和反擊的識別[D] . 南寧:廣西大學(xué),2007.QI Chong. The differentiation of lightning shield failure andback flashover in high2voltage t ransmission lines[D] . Nanning :Guangxi University ,2007.

　　[ 7 ] 李海峰, 王　鋼,趙建倉. 輸電線路感應(yīng)雷暫態(tài)特征分析及其識別方法[J ] . 中國電機(jī)工程學(xué)報,2004 , 24 (3) :1142119.LI Hai2feng , WANG Gang , ZHAO Jian2cang. Study on charac2 teristics and identification of t ransient on t ransmission lines caused by indirect lightning st roke [ J ] . Proceedings of t he CSEE ,2004 , 24 (3) : 1142119.

　　[ 8 ] 段建東,任晉峰,張保會,等. 超高速保護(hù)中雷電干擾識別的暫態(tài)研究[J ] . 中國電機(jī)工程學(xué)報,2006 ,26 (23) :7213.DUAN Jian2dong , REN Jin2feng , ZHANG Bao2hui , et al .Study of t ransient approach of discrimination lightning disturb2ance in ult ra2high2speed protection [ J ] . Proceedings of t heCSEE ,2006 , 26 (23) : 7213.

　　[ 9 ] 王　鋼,李海峰,趙建倉,等. 基于小波多尺度的輸電線路直擊雷暫態(tài)識別[J ] . 中國電機(jī)工程學(xué)報,2004 ,24 (4) :1392144.WANG Gang , LI Hai2feng , ZHAO Jian2cang , et al . Identifica2tion of t ransient on t ransmission lines caused by direct lightningst rokes based on multi resolution decomposition[J ] . Proceedingsof t he CSEE ,2004 , 24 (4) : 1392144.

　　[ 10 ] 司大軍, 束洪春,陳學(xué)允,等. 輸電線路雷擊電磁暫態(tài)特征分析及其識別方法研究[J ] . 中國電機(jī)工程學(xué)報,2005 , 25 (7) :64269.SI Da2jun , SHU Hong2chun , CHEN Xue2yun , et al . Study on characteristics and identification of t ransient on t ransmission lines caused by lightning st rokes[J ] . Proceedings of t he CSEE ,2005 , 25 (7) : 64269.

　　[ 11 ] 束洪春,王永治,程春河,等. ±800 kV 直流輸電線路雷擊電磁暫態(tài)分析與故障識別[J ] . 中國電機(jī)工程學(xué)報,2008 , 28 (19) :932100.SHU Hong2chun , WANG Yong2zhi , CHENG Chun2he , et al .

　　Analysis of elect romagnetic t ransient and fault detection on ±800 kV U HVDC t ransmission lines under light ning st roke[J ] . Proceedings of t he CSEE ,2008 , 28 (19) : 932100.

　　[ 12 ] 郭寧明,覃　劍. 雷擊輸電線路故障情況下的短路點(diǎn)定位方法[J ] . 電力系統(tǒng)自動化,2009 ,33 (10) :74277.GUO Ning2ming , QIN Jian. Locating met hod for short2circuitpoint for power t ransmission line under lightning fault st roke[J ] . Automation of Elect ric Power Systems , 2009 ,33 (10) :74277.

　　[ 13 ] 段建東,張保會,郝治國,等. 超高壓線路暫態(tài)保護(hù)中雷電干擾與短路故障識別[J ] . 電力系統(tǒng)自動化, 2004 , 28 (18) :30235.DUAN Jian2dong , ZHANG Bao2hui , HAO Zhi2guo , et al . I2 dentification of lighting and fault in EHV t ransmission linet ransient2based protection [ J ] . Automation of Elect ric PowerSystems , 2004 ,28 (18) :30235.

　　[ 14 ] 郭寧明,覃　劍, 陳祥訓(xùn). 雷擊對行波故障測距的影響及識別[J ] . 電力系統(tǒng)自動化,2008 , 32 (5) :76279.GUO Ning2ming , QIN Jian , CHN Xiang2xun. Lightningst roke identification and it s effect on t he t raveling wave fault location[J ] . Automation of Elect ric Power Systems , 2008 ,32(5) :76279.

　　[ 15 ] DU Lin , DAI Bin , SIMA Wen2xia , et al . Overvoltage identifi2cation in dist ribution networks based on support vector machine[J ] . High Voltage Engineering ,2009 , 35 (3) : 5212526.

　　[16 ] Voislav J ankov. Estimation of t he maximal voltage induced onan overhead line due to t he near by lightning [J ] . IEEE Transon Power Delivery , 1997 ,12 (1) : 3152324.

　　[ 17 ] Yamada T , Mochizuki A , Sawada J , et al . Experiment evalua2tion of a U HV tower model for lightning surge analysis [ J ] .IEEE Trans on Power Delivery , 1995 ,10 (1) :3932402.

　　[ 18 ] IEEE Working Group 3. 4. 11 of Surge Protection Devices Com2mittee. Modeling of metal oxide surge arresters [ J ] . IEEETrans on Power Delivery , 1992 , 7 (1) : 3022309.

　　[19 ] 施　圍,郭　潔. 電力系統(tǒng)過電壓計算[M] . 2 版. 北京:高等教育出版社,2006.

　　[20 ] 杜　林,劉偉明,王有元,等. 基于CPLD 的電網(wǎng)過電壓變頻數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計[J ] . 高電壓技術(shù),2008 ,34 (8) :158921593.DU Lin , L IU Wei2ming , WANG You2yuan , et al . Data acqui2sition card wit h variable sampling speed for monitoring over2 voltage based on CPLD[J ] . High Voltage Engineering , 2008 ,34 (8) :158921593.

　　[ 21 ] 李先志,杜　林,陳偉根,等. 輸電線路狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)取能電源的設(shè)計新原理[J ] . 電力系統(tǒng)自動化,2008 ,32 (1) :76280.L I Xian2zhi , DU Lin , CHEN Wei2gen , et al . A novel schemeof draw2out power supply utilized in t ransmission line state mo2nitoring[J ] . Automation of Elect ric Power Systems , 2008 ,32(1) :76280.

　　[ 22 ] 束洪春,司大軍,于繼來. 雷擊輸電線路電磁暫態(tài)仿真[J ] . 電力系統(tǒng)自動化,2005 ,29 (17) :68292.