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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 高海拔地區(qū)500KV輸電線路防雷保護(hù)研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 簡(jiǎn)介：
- 本研究選擇攀西地區(qū)二灘水電站到普提開(kāi)關(guān)站之間的三條500KV輸電線路為研究對(duì)象，利用2007-2010年500kv高壓輸電線路由于雷擊而引起的斷路器跳閘的資料及其相關(guān)數(shù)據(jù)，比較這三條線路的跳閘次數(shù)、跳閘區(qū)段，地形特征的不同以及現(xiàn)有的防雷措施的作用，從而提出對(duì)這些區(qū)段內(nèi)地閃密度大的地方如何做好防雷保護(hù)的建議。該研究可以為電力部門提供某些參考的數(shù)據(jù)，從而更好的做好輸電線路防雷保護(hù)工作。
- 詳細(xì)介紹：
- 本研究選擇攀西地區(qū)二灘水電站到普提開(kāi)關(guān)站之間的三條500KV輸電線路為研究對(duì)象。主要根據(jù)輸電線路斷路器由于雷擊引起跳閘的各種情況來(lái)對(duì)線路進(jìn)行分析。 首先介紹了攀西地區(qū)的地形，地貌，以及所要研究的三條500KV輸電線路，二普一線：二灘電站-黃家河壩-前山鄉(xiāng)-大青鄉(xiāng)-拉木昭-普提開(kāi)關(guān)站，二普二線：二灘電站-麻栗坪-大壩-覺(jué)莫-瓦吉-普提開(kāi)關(guān)站，二普三線：二灘電站-爛壩村-新塘-劉家坪-角落日達(dá)-普提開(kāi)關(guān)站，的地理走勢(shì) 然后引入對(duì)比分析法原理對(duì)二普一線、二普二線、二普三線這三條500KV高壓輸電線路在條件因素不一致，指標(biāo)相同的前提下進(jìn)行分析對(duì)比。 第一，多雷季節(jié)輸電線路防雷保護(hù)的分析。 根據(jù)對(duì)二普一線，二普二線，二普三線的斷路器跳閘時(shí)間的統(tǒng)計(jì)，跳閘時(shí)間分別為：二普一線6，8，10，12月份；二普二線5，6（2次）月份，8(3次)，9月份，二普三線1，7，10，12月份?？梢缘贸鲚旊娋€路由于雷擊引起斷路器跳閘主要發(fā)生夏季，其他季節(jié)也有跳閘的可能，但概率較小。 根據(jù)二普一線，二普二線，二普三線，這三條輸電線路每年每段的落雷次數(shù)，地閃密度，二普一線地閃密度較大的區(qū)段用桿塔號(hào)來(lái)表示：2007年為0-16，64-80，107-128，306-323，2008年232-276，2009年60-72，2010年68-75；二普二線地閃密度較大的區(qū)段用桿塔號(hào)表示：2007年桿為0-14，-70-80，280-322，2008年16-35，240-288，336-352，2009年25-40，68-75，2010年60-72，270-288；二普三線地閃密度較大的區(qū)段用桿塔號(hào)表示：2007年為2007年0-18，72—90，169—195，2008年105—120，2009年20—40，70—80，100—112，2010年102—119。可以看出同一條輸電線路的每個(gè)部分的地閃密度不同，關(guān)注地閃密度較大的區(qū)段，這些段很容易引起斷路器的跳閘。 另外根據(jù)輸電線路斷路器跳閘地點(diǎn)地閃密度的特征：二普一線2007年118，107，315號(hào)桿塔上斷路器出現(xiàn)跳閘，地閃密度分別為4次/ k㎡，3.5次/ k㎡，6次/ k㎡，2008年248號(hào)桿塔出現(xiàn)斷路器跳閘，其地閃密度為15次/ k㎡；二普二線2007年256，174，175號(hào)桿塔出現(xiàn)斷路器跳閘，地閃密度分別為3.2次/ k㎡，2次/ k㎡，2次/ k㎡，2008年220號(hào)桿塔出現(xiàn)斷路器跳閘，其地閃密度為10次/ k㎡，2009年296，173號(hào)塔上斷路器出現(xiàn)跳閘，地閃密度分別為9.8次/ k㎡，7次/ k㎡，2010年277，362號(hào)桿塔上斷路器出現(xiàn)跳閘，地閃密度分別為10次/ k㎡，6次/ k㎡；二普三線2007年169，171，195號(hào)桿塔上斷路器出現(xiàn)跳閘，地閃密度分別為次2/ k㎡，2次/ k㎡，4.5次/ k㎡，2009年97，24號(hào)桿塔出現(xiàn)斷路器跳閘，地閃密度分別為13 k㎡，17 k㎡。可以分析得：2007年輸電線路的落雷次數(shù)較少，地閃密度較小，但引起的斷路器跳閘次數(shù)比較多；2008-2010年輸電線路的平均落雷次數(shù)較多，地閃密度較大，但引起的斷路器跳閘次數(shù)少。 第二，不同海拔高度輸電線路防雷分析。 根據(jù)2007-2010年三條輸電線路跳閘的地貌特征:二普一線248#，107#，315#，118#號(hào)桿塔發(fā)生斷路器跳閘，其對(duì)應(yīng)的地貌特征及海拔為山地1957m，山坡1694 m，丘陵2901m，山地1697m；二普二線362#，174#，175#，220#，296#，173#，277#，256#號(hào)桿塔發(fā)生斷路器跳閘，其對(duì)應(yīng)的地貌特征及海拔為山坡2451m，山坡1480m，山坡1560m，山坡1756m，山坡3074m，山坡1475m，山坡2271m，山坡1705m，二普三線195#，169#、171#號(hào)桿塔發(fā)生斷路器跳閘，其對(duì)應(yīng)的地貌特征及海拔為山頂2481m，山坡2865m，山坡3017m?？梢苑治龅脭嗦菲魈l地點(diǎn)基本上都發(fā)生在山地，山坡，以及丘陵等比較突出的地方，其中山坡發(fā)生的幾率更大些，同時(shí)海拔高度的不同也會(huì)使斷路器跳閘所承受的過(guò)電壓的值不同。 通過(guò)對(duì)二普一線在2007-2010年斷路器跳閘，跳閘區(qū)段主要分布和二普一線2007-2010年的每年的平均地閃密度的分析:跳閘區(qū)段主要分布在至二灘53.697km和至二灘59.699km之間的段以及至二灘126.788km和至二灘157.434km之間的段;二普一線2007-2010年的每年的平均地閃密度分別為3.40469次/ k㎡、9.58528次/ k㎡、8.16321次/ k㎡、5.82255次/ k㎡。易知，2008，2009年輸電線路雷電的平均地閃密度要高些，但是2008，2009年斷路器基本未發(fā)生跳閘；2007年發(fā)生了3次雷擊事故跳閘，后來(lái)進(jìn)行了必要的接地開(kāi)挖整治，以及安裝防繞擊避雷針，說(shuō)明采取的措施起到了很好的防雷保護(hù)作用，這些措施可在這條線路的其他地方進(jìn)行更廣泛的試用。 用同樣的方法可分析二普二線和二普三線在2007-2010年斷路器跳閘，跳閘區(qū)段主要分布及二普二線和二普三線2007-2010年的每年的平均地閃密度?？梢缘某鼋Y(jié)果：對(duì)于二普二線二普二線在2007-2010年對(duì)斷路器跳閘的地方采取了安裝可控避雷針、接地開(kāi)挖整治、安裝防繞擊避雷針，但這些措施對(duì)以后減少斷路器跳閘上來(lái)講不是十分合理。從以上數(shù)據(jù)可以看出，在與二普一線地閃密度基本相同的條件下，這條線路的跳閘幾率要大些，另外在二普二線線路中使斷路器跳閘的雷電因素都是繞擊，并且雷擊點(diǎn)地貌全是山坡。在實(shí)際的工作中，工作人員要注意對(duì)山坡處輸電線路的防雷，特別是對(duì)繞擊雷的防護(hù)。對(duì)于二普三線針對(duì)2007年發(fā)生的三次跳閘，采取了接地開(kāi)挖整治，2008年沒(méi)有出現(xiàn)斷路器由于雷擊而發(fā)生跳閘，針對(duì)2009年的2次跳閘安裝防繞擊避雷針，安裝可控避雷針，2010年沒(méi)有在出現(xiàn)，說(shuō)明采取的措施很合理。在這條線路中雷擊點(diǎn)出現(xiàn)在了山頂和丘陵地帶，這提醒我們?cè)谳旊娋€路的防雷保護(hù)中一些山頂?shù)囟我惨⒁夥览住? 最后，對(duì)這三條輸電線路展開(kāi)綜合討論。 1 綜合各方面因素對(duì)這三條輸電線路經(jīng)濟(jì)性的討論。 二灘水電站到菩提開(kāi)關(guān)站架設(shè)了三條500kv的輸電線路：二普一線線路全長(zhǎng)155.077km，共有鐵塔總數(shù)321基；二普二線線路全長(zhǎng)155.719km，鐵塔總數(shù)330基；二普三線線路全長(zhǎng)：135.587km，鐵塔總數(shù)286基。容易看出這三條輸電線路中二普三線線路最短，鐵塔總數(shù)最少；二普二線線路最長(zhǎng)，鐵塔總數(shù)最多。二普一線2007-2010年的每年的平均地閃密度分別為3.40469次/ k㎡、9.58528次/ k㎡、8.16321次/ k㎡、5.82255次/ k㎡。二普二線2007-2010年的每年的平均地閃密度分別為3.36922次/ k㎡、9.56594次/ k㎡、8.13032次/ k㎡、5.90287次/ k㎡。二普三線2007-2010年的每年的平均地閃密度分別為2.33172次/ k㎡、9.41128次/ k㎡、8.0618次/ k㎡、4.4398次/ k㎡。易知2007-2010年中這三條輸電線路相比，二普三線在這4年中輸電線路的平均地閃密度要低些；二普二線要高些。根據(jù)西昌電業(yè)局2007-2010年斷路器跳閘資料的統(tǒng)計(jì)二普一線，二普三線由于雷擊引起斷路器跳閘次數(shù)較少，二普二線斷路器跳閘次數(shù)較多。二普一線，二普二線，二普三線三條輸電線路的平均海拔分別為2064m，2072.4m，2180m，看以看出二普三線的海拔稍微高點(diǎn)。 綜上可知在這三條輸電線路中二普三線設(shè)計(jì)的要經(jīng)濟(jì)些。二普二線設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性較差，所經(jīng)之地地閃密度較高，在2007-2010由于雷擊所引起的斷路器跳閘次數(shù)較多。在二普二線中值得注意的是雷擊點(diǎn)的地貌特征全是山坡，說(shuō)明在這條線山坡處的防雷保護(hù)做的還不夠好，實(shí)際工作中要加強(qiáng)這方面的作業(yè)，根據(jù)不同的地形特征，選擇合適的避雷措施，比如，避雷器的安裝，安裝防繞擊避雷針等等。 2 根據(jù)這三條輸電線路地閃密度和跳閘地點(diǎn)的不同來(lái)討論防雷措施作用和防雷設(shè)備的建議。 這三條輸電線路地閃密度比較高的地方：二普一線2007年0-16，64-80，107-128，306-323，2008年232-276，2009年60-72、2010年68-75；二普二線2007年0-14，70-80，280-322，2008年16-35，240-288，336-352，2009年25-40，68-75，2010年60-72，270-288；二普三線2007年0-18，72—90，169—195，2008年105—120，2009年20—40，70—80，100—112，2010年102—119。可知在2007-2010年統(tǒng)計(jì)的斷路器由于雷擊引起跳閘的地段都發(fā)生在這些地方。但是有些區(qū)段地閃密度較高卻沒(méi)有發(fā)生斷路器跳閘，可能是防雷措施做的比較好，或者是地形的原因。在實(shí)際工作中要加強(qiáng)這些地閃密度大的桿塔間的巡邏和保護(hù)。根據(jù)這幾年的統(tǒng)計(jì)資料顯示引起斷路器跳閘的雷擊類型都是繞擊，說(shuō)明繞擊在輸電線路中占了很大的比重。在高海拔地區(qū)輸電線路防雷保護(hù)方面，單純的在架空裸導(dǎo)線上面輻射避雷線已經(jīng)起不到很好的保護(hù)線路作用，尤其是對(duì)這種繞擊雷比較盛行的地區(qū)。這三條輸電線路的地理走向都經(jīng)過(guò)10mm,20mm,30mm的覆冰區(qū)，覆冰也會(huì)對(duì)斷路器的跳閘與否產(chǎn)生影響。在這種情況下在地閃密度比較大的地方要加大防雷設(shè)備的投入，比如在山坡地閃密度較大的區(qū)段安裝防繞擊的避雷器，及防繞擊的避雷針等等其他措施。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 在實(shí)際中，輸電線路的防雷保護(hù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要因地制宜，根據(jù)不同區(qū)域的地形地貌和氣候特點(diǎn)，合理地選擇防雷保護(hù)措施。在高海拔山區(qū)，雷擊次數(shù)多，而且地形越惡劣的環(huán)境越嚴(yán)重，采用單一的避雷器不能產(chǎn)生很好的避雷效果，這時(shí)要考慮使用多種防雷措施。本研究根據(jù)斷路器跳閘及相關(guān)指標(biāo)來(lái)分析高壓輸電線路防雷措施的好壞。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本研究針對(duì)攀西地區(qū)二灘水電站到菩提開(kāi)關(guān)站之間的三條輸電線路，結(jié)合西昌電業(yè)局2007-2010年對(duì)這三條輸電線路的斷路器跳閘情況及相關(guān)統(tǒng)計(jì)，總結(jié)這三條線路近幾年的運(yùn)行情況，及存在的問(wèn)題，來(lái)說(shuō)明高海拔輸電線路防雷要注意的問(wèn)題，具有針對(duì)性和現(xiàn)實(shí)參考價(jià)值。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本研究具體分析了每條輸電線路的跳閘特點(diǎn)，跳閘出現(xiàn)地點(diǎn)的地形特征，以及每年雷電密集時(shí)線路的跳閘情況，針對(duì)每條線路做了相應(yīng)的總結(jié)，以后可以為電力工作人員提供某些結(jié)論和數(shù)據(jù)的參考，更好的做好線路的防雷保護(hù)工作。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本研究選擇攀西地區(qū)二灘水電站到普提開(kāi)關(guān)站之間的三條500KV輸電線路為研究對(duì)象，利用2007-2010年500kv高壓輸電線路由于雷擊而引起的斷路器跳閘的資料，包括跳閘時(shí)間，跳閘地點(diǎn)，跳閘具體位置，雷擊類型，跳閘位置的地形特征以及每個(gè)桿塔的地閃密度，比較這三條線路的跳閘次數(shù)、跳閘區(qū)段，地形特征以及現(xiàn)有的防雷措施的作用，從而提出對(duì)這個(gè)區(qū)段內(nèi)地閃密度大的地方如何做好防雷保護(hù)的建議。該研究可以為電力部門提供某些參考的數(shù)據(jù)，從而更好的做好輸電線路防雷保護(hù)工作。
獲獎(jiǎng)情況
- 無(wú)
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- 【1】李景祿 .現(xiàn)代防雷技術(shù)【M】. 水利水電出版社，2009：101-120. 【2】熊信銀，朱永利. 發(fā)電廠電氣部分【M】. 中國(guó)電力出版社，2009：173-176. 【3】李成炎，周建軍 等. 一起500kv線路遠(yuǎn)跳保護(hù)動(dòng)作分析【J】. 水電能源科學(xué)，2011，（3）：159-161. 【4】相龍陽(yáng)，彭春華，劉剛. 500kv變電站過(guò)電壓的仿真研究【J】.電力科學(xué)與工程，2011（2）：30-35. 【5】賈玉琢，劉銳鵬. 覆冰輸電架空導(dǎo)線初始構(gòu)型研究【J】.水電能源科學(xué) 2011，（1）：148-150. 【6】張雪松，代澤兵. 安裝新型鉛減震器的500kv氧化鋅避雷器抗震【J】. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)，2011（1）：107-110. 【7】易 輝 、崔江流. 我國(guó)輸電線路運(yùn)行現(xiàn)狀及防雷保護(hù)【J]. 國(guó)家電力公司武漢高壓研究所:2001,27(6):44-45.
同類課題研究水平概述
- 隨著科技發(fā)展，生產(chǎn)和生活用電量越來(lái)越大，電已經(jīng)成為最重要的資源之一，如何保證電力的供應(yīng)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高都有非常重要的意義。根據(jù)各省網(wǎng)公司輸電線路運(yùn)行狀況的分析可見(jiàn)引起線路跳閘的主要原因依次為雷擊 污閃鳥(niǎo)害覆冰舞動(dòng)及外力破壞，1996年度全國(guó)及110KV以上電壓等級(jí)架空送電線路因雷擊和污閃引起的跳閘及事故占有較大比例。國(guó)內(nèi)外高壓 超高壓線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明線路絕緣閃絡(luò)主要是工作電壓及雷擊閃絡(luò) 而這兩種原因的絕緣閃絡(luò)中雷擊閃絡(luò)又占比重。我國(guó)的輸電線路總體運(yùn)行水平在世界上較為先進(jìn)，線路綜合跳閘率的平均值相對(duì)較低，僅個(gè)別地區(qū)線路跳閘率較高。雷害是危及輸電線路尤其是超高壓輸電線安全運(yùn)行的首要原因。
