電網(wǎng)雷電監(jiān)測技術(shù)了解嗎?大佬講解電網(wǎng)防雷評(píng)估技術(shù)!

電網(wǎng)保障了民生的用電，如果電網(wǎng)發(fā)生故障，將對(duì)民生產(chǎn)生很大的影響。為增進(jìn)大家對(duì)電網(wǎng)的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)電網(wǎng)雷電監(jiān)測技術(shù)以及電網(wǎng)防雷評(píng)估技術(shù)予以介紹。如果你對(duì)電網(wǎng)具有興趣，不妨和小編一起繼續(xù)認(rèn)真地往下閱讀哦。

一、電網(wǎng)雷電監(jiān)測技術(shù)

雷電對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行影響頻繁，電網(wǎng)雷擊問題一直備受關(guān)注。我國電網(wǎng)防雷工作者經(jīng)過多年努力，基于“發(fā)現(xiàn)問題–分析問題–解決問題”的技術(shù)路線，已形成一套較為成熟的電網(wǎng)防雷技術(shù)和規(guī)程。發(fā)現(xiàn)問題依靠雷電監(jiān)測，廣域雷電地閃監(jiān)測系統(tǒng)的雷電探測站由模擬式升級(jí)至新一代數(shù)字式，總體探測效率提升至90%以上，定位誤差≤500m;分布式雷擊故障監(jiān)測技術(shù)及系統(tǒng)進(jìn)一步推廣應(yīng)用，監(jiān)測設(shè)備在26個(gè)省級(jí)電網(wǎng)輸電線路上安裝，雷擊/非雷擊故障辨識(shí)準(zhǔn)確率達(dá)98%，繞擊/反擊識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)95%，故障點(diǎn)定位準(zhǔn)確率達(dá)89%;自然雷擊光學(xué)路徑觀測系統(tǒng)不斷完善，首次在國內(nèi)捕獲了多張直擊于500kV線路的雷電形態(tài)高清圖像。分析問題依靠防雷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，輸電線路雷擊計(jì)算的相關(guān)理論和模型逐步完善，差異化防雷評(píng)估系統(tǒng)在25個(gè)省級(jí)電網(wǎng)安裝運(yùn)行，指導(dǎo)超過500條330kV及以上線路的防雷改造。解決問題依靠防雷措施，繼交流線路避雷器取得顯著防雷效果之后，我國率先開發(fā)±500kV直流線路避雷器并應(yīng)用成功，±800kV直流線路避雷器也于世界首次掛網(wǎng)試運(yùn)行。防雷技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用極大提升了輸電線路防雷運(yùn)行與維護(hù)水平，雷擊跳閘率與故障停運(yùn)率均處于世界最優(yōu)水平。

我國電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模加大，尤其特高壓交、直流輸電線路是能源輸送的重要通道規(guī)劃和建設(shè)規(guī)模增速明顯，同時(shí)，在全球氣候變化的背景之下，強(qiáng)對(duì)流天氣頻發(fā)，雷電活動(dòng)增強(qiáng)趨勢(shì)明顯，電網(wǎng)防雷面臨若干較突出問題。本文將主要從雷電觀測、防雷評(píng)估和雷電防護(hù)3個(gè)大的方面對(duì)近年來我國電網(wǎng)防雷技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行回顧和總結(jié)，重點(diǎn)面向輸電通道、直流與配電線路防雷問題對(duì)未來防雷技術(shù)的主要研究發(fā)展方向進(jìn)行展望。

1.1廣域雷電監(jiān)測

我國于2006年建成了覆蓋全國電網(wǎng)和大部分國土面積的全國雷電地閃監(jiān)測網(wǎng)，中國成為擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的雷電監(jiān)測系統(tǒng)的國家，雷電監(jiān)測網(wǎng)規(guī)模和工程應(yīng)用水平居世界領(lǐng)先地位。2009年筆者團(tuán)隊(duì)開展了全數(shù)字化雷電探測技術(shù)研究，成功研制出基于第3代全數(shù)字式雷電地閃探測站DLF–3000的廣域雷電地閃監(jiān)測系統(tǒng)。目前我國電網(wǎng)建設(shè)的雷電監(jiān)測網(wǎng)覆蓋全國除臺(tái)灣外的所有行政區(qū)域。廣域雷電監(jiān)測系統(tǒng)有效支持了雷電參數(shù)長期統(tǒng)計(jì)和輸電線路雷擊故障查找。

1.2雷擊監(jiān)測

輸電線路分布式故障監(jiān)測技術(shù)采用區(qū)段化、高電位測量，能夠監(jiān)測出線路上各種電流形波較為豐富的瞬態(tài)特征，根據(jù)不同狀態(tài)下暫態(tài)行波特征，實(shí)現(xiàn)雷擊/非雷擊故障辨識(shí)、繞擊/反擊辨識(shí)和故障桿塔精確定位。

國網(wǎng)研發(fā)的輸電線路雷擊光學(xué)路徑監(jiān)測系統(tǒng)，利用高靈敏光學(xué)觸發(fā)器智能感知雷擊過程，實(shí)時(shí)記錄雷擊光學(xué)圖像并自動(dòng)發(fā)送給遠(yuǎn)端服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)了在本地就能掌握遠(yuǎn)隔千里野外運(yùn)行的輸電線路雷擊狀況。

通過在高塔或高建筑物或輸電桿塔上安裝電流測量傳感器(羅氏線圈、同軸分流器等)可以對(duì)雷電流波形進(jìn)行高精度測量。2007年以來，我國也在云南、山西、廣州等地電網(wǎng)開展了一系列直擊雷測量研究，主要通過定點(diǎn)安裝全波形雷電流測量裝置獲取雷擊桿塔頂部的雷電流時(shí)間、波形、幅值、極性。

二、電網(wǎng)防雷評(píng)估技術(shù)

架空輸電線路分布范圍廣泛，沿線地形地貌復(fù)雜、雷電活動(dòng)分布不均，加上線路結(jié)構(gòu)、絕緣差異等因素，精細(xì)化評(píng)估線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)的難度較大，但一直是防雷科研和生產(chǎn)運(yùn)行努力的目標(biāo)。

基于線路走廊雷電監(jiān)測數(shù)據(jù)樣本庫，實(shí)現(xiàn)以地閃密度為依據(jù)的雷區(qū)等級(jí)劃分，并繪制全國范圍的雷電地閃密度分布圖;對(duì)輸電線路走廊雷電流幅值累積概率曲線的統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果與IEEE概率推薦分布一致性明顯優(yōu)于現(xiàn)行國標(biāo)，指導(dǎo)輸電線路設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理和防雷改造。精細(xì)化地形地貌數(shù)據(jù)在防雷評(píng)估中主要使用地面傾角和地貌數(shù)據(jù)，導(dǎo)地線相對(duì)地面的準(zhǔn)確高度采用弧垂和地貌數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，最大繞擊電流計(jì)算過程中需要調(diào)整地面傾角。3維激光掃描技術(shù)可實(shí)現(xiàn)線路結(jié)構(gòu)信息的精細(xì)化測量，該方法能提取更加精確的桿塔定位坐標(biāo)、導(dǎo)地線間的間距及弧垂、轉(zhuǎn)角塔外側(cè)跳線保護(hù)角等重要參數(shù)，該項(xiàng)技術(shù)已成功應(yīng)用于三峽近區(qū)500kV送出線雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中并取得良好應(yīng)用效果。

隨著電力系統(tǒng)廣域雷電監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)和數(shù)據(jù)積累，學(xué)者們提出了基于輸電線路走廊雷電活動(dòng)強(qiáng)度、地形地貌及線路結(jié)構(gòu)等差異化因子的全線路雷擊故障風(fēng)險(xiǎn)逐桿塔分析方法?；谠摲椒ㄑ邪l(fā)出的輸電線路差異化防雷評(píng)估系統(tǒng)，已應(yīng)用于26個(gè)省級(jí)電網(wǎng)，指導(dǎo)500多條線路防雷改造已成為指導(dǎo)電網(wǎng)防雷設(shè)計(jì)、運(yùn)行維護(hù)和改造的重要工具，應(yīng)用成果顯著。

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