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输电线路遭受雷击导致线路不能正常运行或者造成输送电压扰动是影响世界各国供电安全的重大课题。在我国,输电线路雷击跳闸事故在所有跳闸事故中占据较大比例。不同地理位置的雷电参数差异性较大,不同地区地理环境、气候条件以及输电线路结构参数很大程度上影响着输电线路防雷性能。因此,研究针对不同地理环境的输电线路雷电保护以及防御措施对减少输电线路雷击故障带来的损失极为重要。此外,进行输电线路雷击故障定位研究,不但能指导巡线人员快速找到雷击故障点,及时恢复正常供电,减少停电造成的经济损失,而且减轻了巡线人员的劳动强度,节约人力物力,对输电线路安全运行意义重大。 本文从成都市实际工程输电线路遭受雷击案例着手,选取了220kV蜀曹二线、220kV大圣一线以及220kV云龙西线3条典型雷电绕击输电线路故障案例进行分析,结合雷电定位系统对线路周边及雷击故障发生前后一段时间进行了雷电统计,根据故障杆塔的具体参数进行了耐雷性能等参数计算,得到3条线路反击耐雷水平和绕击耐雷水平,进一步分析输电线路雷击故障造成的原因。 然后对输电线路的耐雷性能进行计算分析。介绍了输电线路反击跳闸率和绕击跳闸率计算方法:反击跳闸率计算方法主要包括规程法和波阻抗法;绕击跳闸率计算方法主要有电气几何模型法。同时结合220kV云龙西线输电线路具体参数,对该线路反击跳闸率和绕击跳闸率进行了计算。最后分析了接地电阻、保护角、绝缘子质量以及避雷器对输电线路雷击故障影响,得到降低接地电阻、减少保护角、提高绝缘子完整率及采用避雷器均能较好的提高输电线路的防雷性能。 最后提出了提高输电线路雷击故障定位精度的双端电压行波定位方法。对目前常用的双端电压行波定位原理进行了分析,采用小波模极大值法提取电压行波波头到达时间,并结合GPS同步时钟实现线路两末端过电压行波的同步采集;最后,对输电线路雷击故障进行仿真研究,建立了电源模型、输电线路模型、杆塔模型以及雷电流模型,分别考虑了雷电击中杆塔时绝缘子闪络和绝缘子未闪络、雷电击中输电导线时绝缘子闪络和未闪络4种情况,同时改变雷电发生位置,不同的仿真结果效果良好,表明本文提出的输电线路雷击故障定位方法具有较好的实用性。