CN104682305A - 一种城区10kV配电线路差异化防雷方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种城区10kV配电线路差异化防雷方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：获取典型城区10kV配电线路的电气参数、线路区域雷电参数和线路周围建筑物信息；步骤2：进行典型城区10kV配电线路雷击风险评估；步骤3：根据雷击风险评估结果、线路雷击故障统计和差异化防雷原则，设计城区10kV配电线路差异化防雷方案；步骤4：评估城区10kV配电线路差异化防雷方案的防护效果，来确定最终采用的差异化防雷措施。与现有技术相比，本发明提出的城区10kV配电线路差异化防雷方法，能够根据经济型、阻塞型和疏导型的差异化防雷原则，有针对性的进行城区10kV配电线路差异化防雷。

Description

一种城区10kV配电线路差异化防雷方法

技术领域

本发明涉及10kV配电线路防雷技术，尤其一种城区10kV配电线路差异化防雷方法。

背景技术

国内外运行经验表明，雷击是10kV线路跳闸的最主要原因，严重威胁配网安全稳定运行，降低了供电可靠性。国内近几年主要对典型高压、超高压输电线路的雷击事故、雷电活动分布特征及相关地形地貌进行了详细的调查研究，由国家电网公司针对高压、超高压输电线路提出差异化防雷技术与策略，例如发明专利输电线路差异化防雷方法(申请号：201310112586.6)。但是以往都是针对输电线路的差异化防雷方法，只分析了单项防雷措施对10kV配电线路的防雷效果，没有针对城区10kV配电线路的差异化防雷方法。

发明内容

为了克服现有城区10kV配电线路防雷方法的不足，本发明提供一种城区10kV配电线路差异化防雷方法。

本发明采取以下技术方案来实现上述目的：

一种城区10kV配电线路差异化防雷方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：获取典型城区10kV配电线路的电气参数、线路区域雷电参数和线路周围建筑物信息；

步骤2：进行典型城区10kV配电线路雷击风险评估；

步骤3：根据雷击风险评估结果、线路雷击故障统计和差异化防雷原则，设计城区10kV配电线路差异化防雷方案；

步骤4：评估城区10kV配电线路差异化防雷方案的防护效果，来确定最终采用的差异化防雷措施。

所述步骤1中，需要获取10kV配电线路的电气参数为杆塔高度和接地电阻、塔头几何布置、线路档距和绝缘水平、导线直径和直流电阻信息，线路区域雷电参数为雷电流幅值概率分布、雷电流波形和地闪密度信息。

所述步骤2中，采用电气几何模型、EMTP电磁暂态计算结合IEEE规程法评估10kV配电线路雷击风险。

所述步骤3中，差异化防雷原则分为经济型、阻塞型和疏导型。

所述经济型为防雷措施费用最低，所述阻塞型为最大程度减低线路雷击跳闸率，所述疏导型为最大程度减低线路雷击故障率。

所述步骤4中，依据电网公司以及用户对供电可靠性的标准要求，确定最终采用的差异化防雷措施。

与现有技术相比，本发明能够根据经济型、阻塞型和疏导型的差异化防雷原则，有针对性的进行10kV配电线路差异化防雷。

附图说明

图1为本发明的实施例流程图；

图2为本发明的型混凝土直线杆示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明方法作详细说明，本实施例按本发明技术方案实施，给出了详细的实施方式和具体过程，但本发明的保护范围不限于此实施例。

如图1，一种城区10kV配电线路差异化防雷方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：采集典型城区10kV配电线路的电气参数、线路区域雷电参数和线路周围建筑物情况。采用如图2所示的型混凝土直线杆，塔头、杆高如图所示，杆塔接地电阻10Ω，线路档距取上海电网10kV线路典型数值60m，共20档线路，总长1200m。三相导线采用ZS-JKLYJ-10/150型绝缘导线，导线外径14.6mm，直流电阻0.2Ω/km，土壤电阻率取100Ω·m，无防雷措施采用PS-15针式支撑绝缘子，50％临界闪络电压为105kV。建筑物的屏蔽降低的线路直击雷次数，增加的线路周围的雷击次数导致感应雷跳闸率上升，城区线路周围多建筑物，取建筑物屏蔽系数为0.6。

雷电流幅值分布函数采用上海地区雷电定位系统2003-2011年统计的平均分布：

$P\left(I_F\right)=\frac{1}{1+{\left(\frac{I_F}{26.7}\right)}^{2.3}}$

式中，I_F代表首次雷电流幅值，kA。

国际上广泛使用的Heidler函数作为雷电流模型：

$i\left(t\right)=\frac{I_p{(t/{\mathrm{\τ}}_1)}^n}{\mathrm{\η}[1+{(t/{\mathrm{\τ}}_1)}^n]}{e}^{-t/{\mathrm{\τ}}_2}$

式中，I_p是雷电流幅值，kA；η是电流幅值系数，取η＝1；n为电流陡度系数，取n＝5；τ₁和τ₂分别为波头和波尾，波形为IEEE标准推荐的3.83/77.5μs。地闪密度，采用雷电定位系统测量2003～2011年上海地区的平均地闪密度4.76次/km2/年。

步骤2：进行典型城区10kV配电线路雷击风险评估。采用电气几何模型、EMTP电磁暂态计算结合IEEE规程法评估10kV配电线路雷击风险，得出线路防雷改造前直击跳闸率4.94次/100km/年，反击跳闸率2.99次/100km/年，感应跳闸率20.58次/100km/年，总跳闸率28.51次/100km/年，可得出当前线路主要是感应雷跳闸风险。

步骤3：根据雷击风险评估、线路雷击故障统计和差异化防雷原则，设计城区10kV配电线路差异化防雷方案。

经济型差异化防雷原则目的是防雷措施费用最低，当前线路主要是感应雷跳闸风险，因此可以仅采用安装线路避雷器，选择安装三相线路避雷器，经过计算优化，安装间距为240m即每隔4档安装，并在有雷击故障统计的位置安装三相线路避雷器。

阻塞型差异化防雷原则目的是最大程度减低线路雷击跳闸率，对于城区10kV配电线路，可以采用进一步增加线路避雷器安装密度的方法，例如安装三相线路避雷器每隔3档安装或每隔2档安装，并在有雷击故障统计的位置安装三相线路避雷器。

疏导型差异化防雷原则目的是最大程度减低线路雷击跳闸率，大量安装防雷间隙或防雷支柱绝缘子以降低雷击断线率，但需要采用较长间隙的方式控制雷击跳闸率并大幅降低雷击断线率，采用改进型防雷间隙，50％临界闪络电压为110kV。

步骤4：评估城区10kV配电线路差异化防雷方法的防护效果，确定最终采用的差异化防雷措施。

计算得出线路经济型差异化防雷改造后直击跳闸率4.28次/100km/年，反击跳闸率2.38次/100km/年，感应跳闸率3.42次/100km/年，总跳闸率10.09次/100km/年，使线路总跳闸率降低65％。

计算得出阻塞型差异化防雷方法，安装三相线路避雷器每隔3档安装，改造后直击跳闸率4.06次/100km/年，反击跳闸率2.17次/100km/年，感应跳闸率0.83次/100km/年，总跳闸率7.07次/100km/年，使线路总跳闸率降低75％。安装三相线路避雷器每隔2档安装，改造后直击跳闸率3.63次/100km/年，反击跳闸率1.76次/100km/年，感应跳闸率0.06次/100km/年，总跳闸率5.45次/100km/年，使线路总跳闸率降低81％。

计算得出疏导型差异化防雷方法，改造后直击跳闸率4.94次/100km/年，反击跳闸率2.87次/100km/年，感应跳闸率18.27次/100km/年，总跳闸率26.08次/100km/年，使线路总跳闸率降低9％。

由于是重点用户，对供电可靠性和电能质量要求高，因此采用阻塞型差异化防雷方法安装三相线路避雷器每隔3档安装。

Claims (6)

1.一种城区10kV配电线路差异化防雷方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：获取典型城区10kV配电线路的电气参数、线路区域雷电参数和线路周围建筑物信息；

步骤2：进行典型城区10kV配电线路雷击风险评估；

步骤3：根据雷击风险评估结果、线路雷击故障统计和差异化防雷原则，设计城区10kV配电线路差异化防雷方案；

步骤4：评估城区10kV配电线路差异化防雷方案的防护效果，来确定最终采用的差异化防雷措施。

2.根据权利要求1所述一种城区10kV配电线路差异化防雷方法，其特征在于，所述步骤1中，需要获取10kV配电线路的电气参数为杆塔高度和接地电阻、塔头几何布置、线路档距和绝缘水平、导线直径和直流电阻信息，线路区域雷电参数为雷电流幅值概率分布、雷电流波形和地闪密度信息。

3.根据权利要求1所述一种城区10kV配电线路差异化防雷方法，其特征在于，所述步骤2中，采用电气几何模型、EMTP电磁暂态计算结合IEEE规程法评估10kV配电线路雷击风险。

4.根据权利要求1所述一种城区10kV配电线路差异化防雷方法，其特征在于，所述步骤3中，差异化防雷原则分为经济型、阻塞型和疏导型。

5.根据权利要求4所述一种城区10kV配电线路差异化防雷方法，其特征在于，所述经济型为防雷措施费用最低，所述阻塞型为最大程度减低线路雷击跳闸率，所述疏导型为最大程度减低线路雷击故障率。

6.根据权利要求1所述一种城区10kV配电线路差异化防雷方法，其特征在于，所述步骤4中，依据电网公司以及用户对供电可靠性的标准要求，确定最终采用的差异化防雷措施。