电力系统雷电防护解决方案.docVIP

西安交通大学网络教育学院 毕 业 论 文 开 题 报 告 论文题目：电力系统雷电防护解决方案电力系统及其自动 指导教师： 刘雁随着经济的发展，特别是高新技术产业的兴起，用户对电能质量的要求越来越高，配电系统是电力系统中接近用户的一级，是电力系统的重要组成部分，其安全性对用户有着重大的影响，而10kV和35kV架空线路由于绝缘等级较低，而由雷电引起的跳闸事故占总跳闸事故的70%～80%，尤其是在多雷，土壤电阻率高，地形复杂的区域，中压架空线路遭受雷击的概率更高，严重地威胁着电网运行的安全。架空线路的雷害事故一般分为以下三种：雷直击杆塔顶，雷直击线路，感应雷过电压，同时，雷击线路闪络后的雷电波将沿线路侵入线路侵入发电厂和变电站，产生更严重的威胁，因此对目前的线路防雷现状和各种通用防雷手段进行比较和研究，可以为防护雷电过电压，提高线路的安全可靠性及防雷设计提供有价值的参考依据。　　目前配网10kV以及35kV系统架空线路防雷的现状和使用的通用防雷措施及方法，并以10kV和35kV典型杆塔和线路状况为依据，采用国际通用先进的图形化的电磁暂态计算程序(ATPDraw 3.4)，对线路的各种状况，雷击方式以及现有的防雷手段进行建模仿真，对各种参数及影响防雷效果和耐雷水平的措施进行计算和分析。对过电压保护器安装方式和密度，雷击点位置，杆塔接地电阻，线路绝缘水平，耦合地线，以及线路避雷器在35kV线路上的几种应用方式，综合进行了比较和研究。论文综述 雷电发生时，伴随着电闪和雷鸣．雷霆万钧、令人生畏。在全球范围内，雷电发生的频率较高，每秒钟就有上百次雷电，每天约有800多万次雷电，一年中平均发生3O多亿次雷电。但实际上，每个人遭受雷击的概率极少，但碰到雷电这种天气现象的情况是非常多的，因雷击而死亡的人数全球每年可达上万人。在雷鸣电闪的时候，它所产生的冲击波和火光以及雷电电流，常常会导致建筑物倒塌、引发火灾以及造成电力、通信和计算机系统的瘫痪事故，给困民经济和人民生命财产带来巨大的损失。联合国将雷电灾害列为最严重的十大自然灾害之一。雷电灾害所涉及的范围几乎遍布各行各业。现代电子技术的高速发展，带来的负效应之一就是其抗雷击浪涌能力的降低。以大规模集成电路为核心组件的测量、监控、保护、通信和计算机网络等先进电子设备广泛运用于电力、航空、国防、通信、广电、金融、交通、石化、医疗以及其它现代生活的各个领域，这些电子设备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能力较弱的缺点。雷电具有很大的破坏力和多种破坏作用。雷电对物体的危害性可归纳为直击雷、雷电波侵入、感应过电压和地电位反击四大类，而这四种对物体具有危害性的雷电，其破坏作用主要表现在放电时所显示的各种物理效用和作用，以下让我们对着四大类进行具体分析。 1、直击雷。带电的云层对大地上的某一点发生猛烈的放电现 象，我们把这种现象称为直击雷。直击雷的破坏力十分巨大，如果不能迅速将其泻放人大地，那么将导致放电通道内的物体、建筑物、设施和人畜遭到严重的损害，发生火灾、建筑物损坏、电子电气系统摧毁，甚至危及人畜的生命安全。 2、雷电波侵入。雷电不直接放电在建筑物和设备的本身上， 而是对放在建筑物外部的线缆放电。线缆上的雷电波或过电压几乎以光速沿着电缆线路扩散，侵入进室内电子设备和自动化控制等各个系统。因此我们的电子设备和控制系统等在听到雷电之前可能就已经损坏。 3、感应过电压。雷击在设备设施或线路的附近发生，或闪电只在云层与云层之间发生放电现象，闪电释放电荷，并在电源和数据传输线路及金属管道金属支架上感应生成过电压。雷击放电于具有避雷设施的建筑物时，雷电波沿着建筑物顶部的接闪器和引下线泄放到大地的过程中，会在引下线周围形成强大的瞬变磁场，会干扰电子设备，148 l科垃博览导致数据丢失，引起元器件击穿或电路板烧毁，整个系统陷于瘫痪状态。 4、地电位反击。如果雷电直接击中 有避雷装置的建筑物或设施，接地网的地电位会在数秒之内被抬高数万或数十万伏。高度破坏性的雷电流将从各种装置的接地部分，流向供电系统或各种网络信号系统，从而反击破坏电子设备。这四种对物体具有破坏性的雷电，其破坏作用主要表现为放电时所显示的各种物理效用和作用：第一是电效应，落地雷具有数万甚至数十万、数千万伏特的冲击电压，足以烧毁电力系统的发电机、变压器、断路器等设备及电气线路，引起绝缘击穿而发生短路，从而影响信号设备的正常使用。第二是热效应，落地雷的电流一般为几十至几千安培，有的电流峰值高达数万安培至10万安培，当这种强大的雷击电流通过导体时，在极短的时问内转换为大量的热能。第三是机械效应，雷电效应在使物质和各种结构缝隙里的气体剧烈膨胀时，也使水分蒸发，并将其他物质分解为气体，这就会造成雷击物内部出现强大的机械压力