输电线路综合防雷技术应用与探讨

介绍了近年来固原电网输电线路雷击跳闸情况、科学分析了跳闸机理、指出了传统防雷技术存在的漏洞和新的防雷技术如何堵漏．能更有效的防止绕击和反击：当怀疑线路发生了雷击跳闸时,如何根据保护动作情况利用雷电定位系统和GPS迅速找到故障点;以及工区结合固原电网输电线路雷击跳闸的特性．在不同地区按照不同电压等级线路,因地制宜分别安装线路型金属氧化物避雷器、防绕击侧向避雷针和可控放电避雷针等诸多防雷措施．挂网运行三年多以来,线路的耐雷水平比以前大幅度提高,有效降低了雷击跳闸事故,值得大力推广应用。     

安徽电网220 kV输电线路雷击跳闸分析

220 kV输电线路跳闸对电网供电可靠性影响较大,这其中雷击引起的占较大比例,分析认为绕击是安徽电网220 kV输电线路雷击跳闸的主要原因,避雷线保护角、杆塔高度、地形、杆塔型式等对绕击都有影响.文章还对雷击发生的时间、雷电定位系统使用、重合闸成功率进行了分析.     

海南地区山体地形对地闪回击定位精度的影响

为了将地形地貌带来的误差进行修正,提高闪电的探测效率和定位精度,基于二维时域有限差分法(finite difference time domain, FDTD),构建了真实地形下的雷电电磁波传播模型,研究了海南地区地形对雷电电磁波传播的影响,然后提出了一种修正闪电定位误差的方法即不同步长的地形包络和时间补偿法。模拟结果表明:山地地形会明显改变切向磁场的波形峰值大小和上升沿时间,与平坦地表情况相比,切向磁场波形峰值变化最大的减小了38%,上升沿时间增加范围在1～3μs,峰值到达时间也滞后于平地情况,而经过滤波处理,磁场峰值减小,波形变陡,上升沿时间变短;对于逐峰法,雷击点在真实地形路径下定位误差相比平地明显增大很多;而对于互相关算法,真实地形路径下定位误差比平地情况下大,但相差不大,相比逐峰法定位误差明显大很多;总体来说,使用5 km包络修订效果较好,定位误差都在百米量级内,相比较其他算法闪电定位精度有很大提高。     

重庆地区自渝500kV输电线路的防雷性能

鉴于500kV线路的重要性,以重庆地区500kV自渝输电线路为例,针对其特殊的地形、地貌,用规程法计算线路的雷击跳闸率（包括反击和绕击）、行波法计算线路的反击跳闸率、击距法计算线路的绕击跳闸率,分析影响雷击跳闸率的主要因素,比较计算结果,找出绝缘薄弱点、雷电易击段,并提出相应的改进措施。计算结果表明：畦电流陡度对反击跳闸率的影响很大,雷电流陡度越大,反击跳闸率越高;规程法计算反击还比较接近实际运行经验,计算绕击则存在明显缺陷;击距法（EGM）计算绕击跳闸率考虑的因素比较全面,评估避雷线对导线的屏蔽性能与实际更接近。     

后续雷击对输电线路绕击耐雷性能的影响研究

为分析负极性后续雷击对输电线路绕击耐雷性能的影响,采用电磁暂态程序计算绕击耐雷水平、改进电气几何模型计算线路绕击跳闸率的方法,研究了首次雷击、与首次雷击相同以及不同回击通道的后续雷击下雷电流波形和幅值分布、杆塔高度和地线保护角对典型结构的110、220、500和1 000kV输电线路绕击耐雷性能的影响.结果表明:后续雷击的电流分布对线路绕击跳闸率影响极大,而后续雷电流波形影响很小;异回击通道后续雷击对500kV以下线路的绕击跳闸率影响很大,而对特高压线路影响较小;500kV线路有必要考虑后续雷击的影响;在线路首次雷击和异回击通道后续雷击绕击跳闸率为0的情况下,同回击通道后续雷击仍可能造成绕击跳闸.     

对输电线击杆率的探讨

输电线路的击杆率不仅与地形、杆塔高度、结构有关,而且与雷电流的幅值和概率有关,直接影响到线路雷击跳闸率计算.比照规程推荐的击杆率,应用电气几何模型原理,探讨了线路平均击杆率.     

先导发展模型法特高压输电线路雷电绕击分析

随着电压等级的升高,由雷电绕击而引起的线路跳闸事故所占比例越来越大。为准确评价线路的绕击耐雷性能,考虑先导发展随机性,建立了输电线路雷屏蔽性能的雷击仿真模型。模型仿真结果算得的对地击距与IEEE推荐的击距公式一致,绕击概率与雷击模拟实验结果相符,证实了模型的可信性。应用该仿真模型对特高压输电线路绕击屏蔽性能进行了评估。     

山区架空输电线路绕击跳闸率的计算研究

采用一种改进的绕击跳闸率计算方法对某山区110 kV易击线路段两个相邻档距范围内的输电线路进行绕击跳闸率的计算分析。此方法在充分考虑沿线路档距方向输电走廊任意点处的海拔高度和地面倾角的情况下,以悬链线方程为依据,计算出输电线路任意点处的导、地线对地实际高度及任意点处所对应的保护角,然后,以输电线路位于山脉不同位置时的绕击跳闸率计算公式为基础,利用MATLAB开发应用程序对输电线路任意档距范围内任意点处的绕击跳闸率进行计算分析,并于实际雷击数据进行比较,其仿真计算结果验证了本文采用的计算方法的正确性,为高海拔山区复杂地形条件下架空输电线路的防雷设计和改造提供参考依据。     

10kV配网线路雷击分析

架空线路雷击跳闸事故很多,绝缘架空线还可能引起雷击断线事故,线路防雷一直是电力系统防雷工作的重点之一。为提高配电网的供电可靠性,通过分析雷击导线原理,探讨了现阶段的防雷措施,同时对雷击故障线路进行了故障定位。通过故障定位不仅可减少巡线人员负担,及时隔离故障发生区段,尽快恢复费故障区段供电,减少因停电造成的综合经济损失,因此具有重要现实意义。     

多雷地区架空输电线路的防雷措施浅析

本文阐述了雪电过电压的型式,雷击对架空输电线路安全运行的危害,以及一些常见的架空输电线路的防雷措施。由于在多雷地区雪击经常造成线路跳闸事故,通过介绍多雪地区架空输电线路有针对性地进行防雪的一些实例做法,统计和分析了相关措施的实效性。     

一种减小TOA测量距离中NLOS影响的DMS模型和估计算法

有效的滤波方法和多尺度估计是无线定位技术的重要研究方向。为了减小在蜂窝网无线定位中非视距传 播(NLOS)对波达时间(TOA)测量距离的误差影响,先结合NLOS误差特性对标准Kalman滤波进行修正,然后提 出将不同采样率的修正Kalman滤波方程与多个尺度联系起来,建立了一种动态多尺度系统(DMS)模型,并给出基 于Haar小波的实现方法。仿真结果表明,基于上述方法优于直接进行Kalman滤波的效果,能较大幅度地提高 TOA测量距离的精度。     

基于自适应密度聚类分析的雷电定位算法

定位精度是评价雷电定位网络的重要指标之一,定位算法直接关系到雷电探测结果的精度。经典定位法抗误差干扰能力差、定位精度低,传统迭代算法易于发散且会陷入局部最优。为了实现更有效的定位,在定位计算中引入改进密度聚类算法(adaptive density-based spatial clustering of applications with noise,ADBSCAN)。通过雷击事故实例和区域仿真分析了定位算法的性能。结果表明,ADBSCAN不需要人工干预,对于雷电定位结果的聚类效果更好;基于ADBSCAN的雷电定位算法克服了传统定位算法的缺点,提高了抗误差干扰的能力,能稳定并精确求解出雷击点。     

基于优化动态门限的TOA估计算法

针对脉冲超宽带(IR-UWB)无线传感器网络提出一种新的基于优化动态门限的到达时间估计算法.首先运用能量检测算法检测出直达单径(DP)所在能量块;然后根据峭度、平均附加时延和均方根时延扩展的联合,提取出最优门限值并拟合出动态门限公式,进而估计出DP所在位置;最后以此计算出TOA值.此算法具有复杂度低、精度高的特点.通过仿真对比,验证了算法的优越性.     

基于电磁辐射到达时差的电弧故障定位及精度

为了实现利用电磁辐射信号进行配网电弧故障定位,提出了一种基于到达时差(time difference of arrival, TDOA)方法的Chan-LM协同定位算法。该算法采用Chan算法快速获得的初始点,再经过LM(Levenberg-Marquart)算法迭代修正定位结果。仿真分析了TDOA定位算法、电磁辐射传感器配置对定位精度的影响,结果表明Chan-LM协同算法比Chan算法的定位误差减小40%,参考主站位于中心位置的Y形布站方式,传感器所在海拔高度相同时的监测区域整体定位准确度较高。利用实测电弧电磁辐射波形验证了Chan-LM协同算法能够有效改善定位精度,为基于电磁辐射TDOA的电弧定位策略应用提供参考依据。     

基于AOA-TOA重构的单站定位算法

针对非视距环境,提出AOA-TOA重构的单站定位算法。算法分两步进行,第1步基于单次散射模型给出了一种关于波达角度(angle of arrival,AOA)的粗略的重构方法;第2步以单基站测得的波达时间(time of arrival,TOA)和AOA等信息,结合散射体分布模型的统计特性,对现有的AOA重构算法进行拓展,以最大似然估计法对TOA重构。改进了传统的单目标参数重构模式,实现了在非直达波(non-line-of-sight, NLOS)环境下基于散射体分布模型的单基站定位,并具有较高定位精度。仿真结果验证了该算法的有效性,同时,仿真结果还验证了该算法在密集多径环境下比多径稀疏的环境有更好的定位性能。     

激光到达角误差修正方法研究

由于大气介质的不均匀性,导致大气折射率不再是常数,使得激光在大气中传播时产生折射效应,最终使激光束到达角产生误差,影响系统的通信性能.为了减小到达角产生的误差,提高系统的性能,提出了一种利用纯转动拉曼激光雷达修正对流层目标定位误差的方法,根据角度折射误差来调整光源仰角的方法.通过对新方法仿真计算证实,在进行远距离光通信时,经过大气折射误差修正后,可以在很大程度上提高光通信的速率,减小误码率.     

一种改进的混合定位算法

针对目前移动通信网络中无线定位精度偏低的情况,提出一种改进的混合定位算法.主要思想是基于TDOA(到达时间差),考虑NLOS(非视距传播)影响的定位算法.并在求解过程中引入类TOA(到达时间)的计算方法,然后采用最大似然(ML)法估计位置点坐标,最后通过校正,使定位误差达极小值,从而实现精确定位.模拟试验验证了算法的有效性.随着定位精度的增加,紧急救援和交通导航等位置服务的效率将会有很大提高.     

云南中部一次雷暴过程的多普勒雷达和电场特征分析

利用闪电定位系统、大气电场仪和多普勒雷达等多种探测资料,对2009年7月20日导致云南省中部地区发生5起雷电灾害事故的1次雷暴过程进行了分析.结果表明:在雷暴天气过程中,无论是大气电场仪范围内还是雷达回波内的地闪都是以负地闪占绝对主导地位;雷暴期间电场值在-12.540～13.907 kV/m之间剧烈变化,且不断向正向或负向突变;负地闪主要发生在强回波区,对应着径向速度场上的逆风区,成熟阶段增加的正地闪分散地出现在弱回波区中;整个雷暴过程中-10℃层回波强度维持在40 dBz以上,-20℃层回波强度在35 dBz以上,-10℃层和-20℃层雷达回波强度的每一次跳跃变化都对应着地闪频数的跳跃发展,且总在地闪频数变化之前11～30 min;回波顶高均大于9 km,地闪最密集时段,回波顶高保持在14 km左右.     

一种无线定位非视距误差消除算法研究

在分布式多天线的基础上,提出一种新型非视距误差消除算法,并将其应用于传统的时间到达（time of arrival,TOA）定位。利用含多天线的天线组,测量出导致产生非视距传播的散射体的位置,将这些散射体看作虚拟基站,测量出移动台的坐标,完成无线定位。通过对算法的仿真结果分析表明,该算法能有效地消除非视距误差,比一些传统算法具有更高的定位精度。     

能抵抗粗差的雷电定位算法研究与仿真

雷电是严重危害人类生命财产安全的自然灾害。在雷电监测系统中,定位计算直接关系到探测结果的精度。然而在探测到的原始数据中有许多包含粗差,粗差的影响使得由基本定位方法得到的结果严重偏离真实值。为了满足应用的要求,必须设计能够抵抗粗差干扰的定位方法。论文首先介绍了目前在用的三站定位方法,并严格推导了Taylor级数法。为了使基本定位方法能够具备抵抗粗差的能力,基于数据挖掘技术设计了两种粗差处理算法：k-means聚类法和决策树分类法。仿真说明,采用后两种方法能够有效地抵抗粗差的干扰,提高定位精度。