高压输电线路中雷电干扰识别方法综述

1、高压输电线路中雷电干扰识别方法综述摘要：超高压线路中雷电干扰识别始终是伴随超高压线路保护的关键问题。世界各国的科技工作者先后提出了很多方法，但 仍不能很好地满意当前电力变压器保护的需求。文中对近年来各种判别方法的原理、优缺点、技术关键和应用现状进行了较 具体的讨论、分析，并提出了自己的看法。关键词：暂态保护；雷电干扰；故障识别；0引言高压输电线路在远距离、大功率传输电能中发挥的作用越来越大，但由于输电距离长、线路分布广， 地理条件简单，气象变化猛烈等因素，线路受雷击几率较高。同时，雷电冲击通常为一单极性脉冲波，提 升时间和下降时间都很短，而线路雷害的形成主要是在雷电过电压的作用下线路绝缘发生闪

2、络，当闪络转 变为稳定的工频电弧时，绝缘已被损坏。因此绝缘发生闪络前就使保护动作才有现实应用意义。由于雷击 与故障引起的暂态信号中都含有大量高频重量，对于行波保护和暂态保护而言，必需能够正确对非故障性 雷击、故障性雷击和一般短路故障不同性质的高频信号进行分类。正确、快速的雷电干扰识别技术对于行 波保护和暂态保护的有用化具有重要意义”2。雷电对线路的冲击主要有两种形式：感应和直击口-4】。雷电感应一般指雷击发生在线路50m以外，当 雷云接近输电线路上空时，依据静电感应原理，将在线路上感应出一个与雷云电荷量相等但极性相反的电 荷，这就是束缚电荷。当雷云对地（输电线路四周地面）放电时，由于放电速度很

3、快，雷云中的电荷很快消 逝，于是束缚电荷将在输电线路上感应出极性与雷电流（即雷云）相反的过电压，电压幅值一般不超过 400kv,不会造成线路短路。雷电直击包括了雷击杆塔及塔顶四周避雷线、雷击档距中心的避雷线和雷击导 线3种状况，很可能会造成绝缘子闪络或导线短路。假设雷击线路但并未造成线路短路,就应视为雷电干扰, 暂态保护不能误动。另一方面，假设雷击线路并造成线路短路，那么应以故障论处，暂态保护应快速动作。由于直击雷产生的过电压比感应雷的要严峻得多，所以在高电压技术以及传统的保护中，主要考虑直 击雷冲击干扰的影响。但对于暂态保护来说，除了直击雷会造成严峻影响外，感应雷击同样会在线路上产 生高频暂

4、态量，而且由于其发生的频率高，所产生的危害甚至比直击雷冲击更严峻。因此，讨论和分析 感应雷冲击干扰的暂态特点及其对暂态保护的影响是特别有意义的。因此,在进行暂态保护算法讨论时必 需分析以上各种状况下的暂态特征，并加以区分。围绕超高压线路中雷电干扰与短路故障的识别先后涌现出很多方法，本文较具体地对各种判别方法的 原理、优缺点及应用状况和前景进行了讨论与分析。1阈值比拟幅值法幅值法识别雷击的方法主要采用线路患病雷击前后电流幅值的变化作为识别雷击的判据。当发生非故 障性雷击时，无论雷击点位置如何，雷击前后电流的变化量不会很大；而当发生故障性雷击时，故障前后 线路上电流的变化量将会很大，这与线路发生故

5、障的状况相同，采用这一差异可识别非故障性雷击和其他 故障（包括故障性雷击和短路故障）O幅值法采用线路行波到达前后线路上的电流值之差作为雷击识别判据，设初始行波到达之前的电流值 为/“，初始行波之后到达的电流值为4,同时，设定判别阈值为晨假设 W11ov V那么判定为故障性雷击或线路故障；否那么判定为雷电干扰。该方法的显著优点就是判别算法简洁，对CPU运算力量要求低。但现代高压线路运行方式多样，故 障类型多变，该方法的局限性也越来越突出。相模量比值法相模量比值法识别雷击故障的主要依据就是：不同故障条件下，电压行波呈现出来的模量大小不同。 感应雷作用下，三相线路中的线模量远小于地模量，据此作为雷击

6、干扰与故障(包括短路故障和雷击性故障) 的判据。不同运行状况下的模量分析如下：a.绕击雷在高压线路中，由于存在避雷线，绕击雷一般绕击到线路的某一相，并由此相传播。 ,同时，在其它 相上产生感应耦合波与，这里陶=左羽%,左3表示导线间的耦合系数，取值为。0.3。这样，当A相患病雷击时,其对地电压为4A ；同时,B、C相对地电压分别为uB = kABuA和uc = kACuA o 由Clark变换可得、 wn。定义线模量与地模量的最大比值为r lA/、rx - max , o o计算可得q 0.875 ob.还击雷与绕击雷相像，三相线路中线模量与地模量的比值也满意彳0.875 oc.感应雷尽管三相

7、导线有多种排列方式，但导线间感应雷幅值只是相差一个相像系数且左。OBJ.。与前文对直击雷的分析相像，感应雷的最大比值可计算得q 0.44 o综合以上分析得出：假设小0.875 ,推断为直击雷；假设0.25,推断为感应雷；假设0.441 z; 某个高频频带和 R2 =ZZ+ATx某个高频频带的谱能量，然后进行比拟，假如其比值接近1,说明雷电冲击没有 造成短路，假如接近0,说明雷电冲击导致故障或发生其它一般短路故障。4小结对于采用暂态量的高压线路保护，要使其保护正确动作，必需对未造成线路短路的轻型直击雷、感应 雷与造成线路短路的重型直击雷、一般短路故障进行区分。很多新型方法已经被应用进来，推动了这

8、方面 讨论快速向前进展。但以上方法各有优劣，彻底解决仍需进一步的讨论。讨论出识别原理可行、牢靠的识别方法将有望解 决长期困扰暂态保护的雷电干扰问题。参考文献郭宁明.行波故障测距中的雷击识别及定位讨论D.中国电力科学讨论院,2022.郭宁明，郭宗仁.基于小波变换的输电线路雷击识别A.中国自动化学会智能自动化专业委员会.2007年中国智能自动化会谈论文集C.中国自动 化学会智能自动化专业委员会：,2007:7.王琪.雷击架空输电线路暂态电流行波仿真与模式识别方法讨论D.重庆高校,2022.4张正根.基于小波变换的高压输电线路雷击过电压识别方法讨论D.华北电力高校,2022.吴昊，肖先勇，邓武军.输

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