雷击参数在线监录与SPD动态预警管理——“黑匣子”研究与应用

人类赖以生存的地球表面每小时约连续发生2000个雷暴。随着科学技术发展到如今的信息时代,任何场所(特别是雷电多发地区)都有可能发生雷击灾害,许多雷击事故往往是由于低压供、配电线路与信息传输线路感应传导雷电高电压引起的。尽管闪电定位系统得到了广泛的应用,雷电防护有相应的国际、国家与行业技术规范,但发生雷击事故现场仍然不能获取实质性的雷击参数,某些雷灾鉴定缺乏科学的定量数据,人们希望能有像飞机黑匣子那样的智能设备。所研究的黑匣子是一种在线监测、记录、还原雷击参数的智能仪表,对特定环境设施(如:避雷针、低压供、配电线路与信息传输线路)入侵的雷击具备在线实时监测、记录并还原雷击参数雷电流幅值、持续时间、极性(雷击电流走向)与波形的功能;且具有对在线电涌保护器(surge protective device,SPD)的动态预警管理效能。     

风电场雷击风险分析及防护措施研究——以云南某风电场为例

近年来,风力发电行业发展迅猛,风电场的安全运行日益受到关注。雷电灾害成为影响风电场正常运行的主要气象灾害,因雷击造成风电机组、箱变及其附属电气设施损坏,导致严重经济损失的情况时有发生,风电场的防雷保护现状和形势已不容乐观。该文以云南某高海拔风电场为例,在实地考察、数据采集的基础上,结合高原山地的特殊环境、风电场所在区域的雷电活动情况及土壤电阻等条件,分析风电场存在的雷击风险,提出相应的雷电灾害防御措施,从而为风电场的防雷保护提供技术参考。     

宁夏电网110kV及以上输电线路鸟害故障分析及防治

鸟害是造成输电线路跳闸甚至停运的主要原因之一,为分析鸟害故障特点与成因,对2007年-2016年宁夏电网110 kV及以上输电线路鸟害故障情况进行统计分析。结果表明,宁夏电网鸟害故障多发生在湖泊湿地、平原农田等近水源区域,发生时间多集中在8-11月,故障原因主要是鸟粪闪络,且都为短接空气间隙闪络,针对宁夏电网各类鸟害故障特点提出了相应的防治措施。     

一起鸟粪闪络引起220kV引流跳线与地线短接故障分析

对某220 kV输电线路跳闸故障进行分析,根据故障监测信息、故障时段故障区域的天气、现场环境等综合判断故障原因为鸟粪闪络,而造成鸟粪闪络的主要原因为跳线角钢未用绝缘护套包覆,鸟类夜间栖息在架空地线防振锤处排便,鸟粪在湿度80%RH、微风条件下降落,短接跳线角钢端头和地线防振锤间电气间隙而引起闪络放电。对绝缘护套的防鸟害效果进行仿真分析,得出了不同电压等级线路绝缘护套的最佳厚度,提出了防范类似鸟害故障的措施。     

雷电灾害风险评估模型在社区空间尺度上对雷击危险次数及脆弱性的模拟和分析

本文在5 m×5 m细微网格上实施了社区雷电灾害风险评估模型的开发及应用,对雷击危险次数及脆弱性进行了数值化评估模拟。社区雷电灾害风险评估实例应用表明:模型模拟出的评估结果能反映雷击风险在社区空间尺度上的差异,以及地形因素、防雷状况及附近建筑物"避雷针"效应等所产生的风险差异,结果较为合理。适用于雷电灾害风险规避及风险控制。     

热电厂雷电灾害案例分析与防护对策

雷电灾害是造成电力供应中断的主要自然灾害之一。通过对某热电厂的一次雷击事故的具体分析,认为一般热电厂的高大烟囱、冷却塔、露天的大型变电设备、金属油罐及管道等构筑物较易遭受直接雷击,而与热电厂连接的多条架空电力电缆更容易将广袤的大地上发生的雷击形成的线路雷击过电压引入厂区电力设施。发电厂担负着为社会提供电力供应的重要任务,因此,应加强对热电厂系统的雷电灾害研究,提出高效合理的防护对策,减少雷击造成的损失,保证电力供应安全。     

什么是雷电灾害

雷电灾害是指因雷雨云中的电能释放、直接击中或间接影响到物体而造成损失的灾害现象。雷电具有很大的破坏性,它的发生是迄今为止人类还难以控制和阻止的。雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一。全世界平均每分钟发生雷暴2000次,每年因雷击造成的人员伤亡超过1万人,     

基于GIS技术的雷电监测系统

雷电是发生在大气中的瞬间放电过程，并同时伴有声、光的出现，是一种能引起严重灾害的自然现象。雷电灾害是一种严重的气象灾害，不仅能造成人员伤亡和建筑物、电子设备、输电线路、通信设备等受损，而且还能诱发火灾和爆炸事故，严重威胁人类生命和财产的安全。与其它灾害性天气相比，雷电有发生时间短、频率高和影响范围广等特点。因此，进行有效的雷电监测和雷电活动规律分析对雷电灾害的预测预警和防灾减灾工作有重要意义。文章介绍了基于GIS技术的雷电监测系统的设计及实现。     

冰冻灾害下电力系统故障监控研究

电力系统故障监测在遇到冰冻灾害时,不能准确的检测电力系统易出现故障的线路和线路荷载,故障监控性能差,所以该文提出一种冰冻灾害下电力系统故障监控方法。采用检索连锁故障路径的方法,查出线路中易产生故障的关键部位,针对该部位构建覆冰可靠性模型,得到线路冰力荷载;采用静态灵敏度模型获得输电断截面中全部节点对应的支路灵敏度;基于线路冰力荷载和节点支路灵敏度,获得所有电力系统节点的最佳控制量,完成冰冻灾害下电力系统故障监控。     

2007年5～8月云南省雷电活动特点和致灾因子分析

对2007年5～8月雷电活动及其灾害成因进行了分析,结果表明:云南雷电活动频繁,但空间分布不均匀;雷电活动的时间分布基本呈一峰一谷变化,峰值出现在17～18时,谷值出现在10～11时;雷击灾害发生的可能性不但与闪电频数有关,还与闪电强度有关,闪电一般发生在回波强度≥40 dBz、组合反射率≥45 dBz、回波顶高≥12 km的具有典型强对流特征的区域;回波强度越强、顶高越高,发生雷电的可能性越大,出现的雷电灾害越严重;低槽切变、两高辐合型北方系统以及南海低压、热带辐合带型、西行台风型南方热带系统为雷电的发生发展提供了有利的环流背景以及动力、热力或者水汽条件;雷电发生在SI<0℃和θse850-θse500>6℃的强烈对流不稳定区域内.     

风暴灾害下输电线路运行故障远程监控技术

在风暴灾害影响下,传统的故障远程监控方法存在监控时间过长、误差率较高等问题。针对以上不足,提出一种基于Petri网的风暴灾害下的输电线路运行故障远程监控技术。融合输电线路的电气量及开关量数据,根据融合结果,运用故障模式匹配与Petri网技术提取故障特征;由故障特征构建网络拓扑结构矩阵,把故障方向传给主机,根据主机上输电线路各点的故障方向构建故障信息矩阵,对两个矩阵进行运算来远程监控输电线路运行故障。分析实验数据可知,运用该远程监控技术对风暴灾害下输电线路运行故障进行监控时,监控时延保持在22～27 ms之间,监控误差率基本保持在20%以下,远低于传统技术。     

基于互锁真空开关的一种新型串联补偿型限流器

提出了一种基于互锁真空开关的串联补偿型限流器,该装置在线路正常运行时,具有串联补偿作用,线路发生短路故障时,具有限制短路电流的作用。装置主回路由串联补偿电容和限流电抗串联后分别和互锁真空开关的两对触头组并联而成,互锁真空开关是一种新型双工位开关,可以同时实现两个电路元件的投入与切除。用MATLAB/Simulink 对27.5 kV牵引系统进行了仿真,仿真结果表明该装置抬升电压和限制故障电流效果较好,当装置工作于串联补偿条件下,880 μF的串联补偿电容接入线路中时,接触网电压提升约2 kV,当装置工作于故障限流的条件下,16.8 mH电感接入线路中时,短路电流峰值从14 kA限制到4.5 kA,并对开关转换过程中可能出现的暂态现象进行了分析。     

小江流域生态环境灾害与治理对策

小江流域生态环境长期受到严重破坏,引发并加剧了生态环境灾害,使其成为长江流域环境最恶劣、侵蚀最强烈、灾害最严重、输沙率最大的河流.大量的泥沙输入小江,造成严重的土地沙石化和堵江灾害.同时,小江又将泥沙输移至金沙江,危害和威胁金沙江干流水利水电梯级开发工程建设和运行安全.鉴于泥石流已成为该流域生态环境和灾害间恶性循环的关键环节,提出了从泥石流治理入手,控制泥石流灾害和泥沙输移,在恢复生态系统功能和治理灾害的同时,发展生态产业的综合治理对策,使生态环境与减轻灾害间形成良性循环,并促进生态环境建设与区域经济的协调发展.     

气象灾害模型在电网运检业务中的应用研究

为了探究气象灾害模型在电网运检业务中的应用,从覆冰、污闪两种由气象等因素造成线路故障方面入手,分别构建了覆冰预警模型和污闪预警模型。基于输电线路的覆冰预警模型和污闪预警模型对历史气象灾害数据进行了案例分析。结果表明,输电线路的覆冰和污闪预警模型与实际情况吻合,具有较高的预警准确性。     

气候变化与城市发展对城市气象灾害的影响及对策——以西安市为例

利用西安市1951-2006年气温、降水、风以及天气现象等气象观测资料,分析了在全球变暖及城市发展背景下,西安市城市干旱、城市内涝、高温热浪、大风、冰雪天气、雷电灾害等主要城市气象灾害特征及影响.随着城市建设的快速发展以及气候变化的加剧,水资源供需不平衡造成的城市干旱仍是西安可持续发展面临的重要问题;20世纪90年代以来,在降水呈现减少趋势下,极端强降水发生的频率增加,城市内涝严重;高温热浪、雷电灾害、大风、降雪冰冻天气等城市气象灾害对城市的正常运转的影响也日益突出.针对城市气象灾害的影响,从气象防灾减灾体系建设方面提出了城市气象灾害的防御对策.     

上海市全雷电探测系统及其应用

上海市气象局TS7/8000全雷电探测系统是在原SAFIR3000基础上,新增了1个LS8000传感器和3个LS7000传感器,组成了上海TS7/8000全雷电探测系统。该系统的建成扩大了市气象部门对上海及周边地区闪电的探测范围,也提高了对云闪和地闪的探测效率和探测精度。上海市全雷电探测系统获取的闪电数据,已在上海地区的雷电监测预警、短时天气预报、雷击风险评估业务和雷灾事故调查等方面取得了广泛的应用。作为中国地区第一套TS7/8000全雷电探测系统,上海市全雷电探测系统将为防御气象灾害,保护人民群众生命财产安全起到重要作用。     

内蒙古地区雷电活动及雷灾特征分析

基于内蒙古气象部门2013-2014年23站雷电定位资料和雷灾统计资料,运用ArcGIS软件和数理统计等方法对内蒙古高原地区地闪频次、强度时空分布特征及雷电灾害特征进行了分析。结果表明,内蒙古高原地区正地闪占总地闪的10%左右,正闪比例高于南方省市;该地区50%以上的地闪强度集中在15~35 k A范围,正地闪的电流强度为负地闪的2倍左右;每年3、4月份的地闪平均电流强度最大,1 d当中上午电流强度要大于午后的强度值;地闪的空间分布主要集中在内蒙古高原中、东部地区,地闪的最大密度和电流强度值分别在20次/km~2和10 k A/km~2左右;从雷灾分析来看,雷电灾害主要发生在6-8月份,电子电器设备发生雷电灾害次数最多,居民家庭雷电防护措施仍需完善;雷击人员伤亡则主要发生在农村牧区的户外环境,农牧民的防雷意识有待进一步提高。     

关注气象灾害

正大气对人类的经济建设及国防建设等造成的直接或间接损害,称为气象灾害,它是自然灾害中的原生灾害之一。气象灾害在自然灾害中出现次数最多,发生范围最广.危害面最大,造成的损失最严重。联合国的有关报告指出,过去十年全球发生的气象灾害,导致30多万人丧生,造成经济损失超过8000亿美元。我国幅员辽阔,气候、地质务件复杂,是世界上气象灾害最严重的国家之一。台风、暴雨、雷电、洪涝、干旱、大风、冰雹、大雾、沙尘暴、高温热浪、低温冻害、雾霾等气象灾害时有发生.气象灾害占我国自然灾害的71%以上.每年气象灾害要造成国民经济数千亿元的损失.约占国内生产总值的3%-6%。     

天上的“箭”与航海的“盾”

在地球的大气层中,每一瞬息之间都有轰隆作响的雷鸣和闪电,气象学家把这种带有雷鸣闪电的对流性天气系统称作雷暴。雷暴是由积雨云产生的自然现象,它往往伴随着阵雨、狂风或冰雹。雷暴可以是发生在带电云之间的雷电现象,也可以是发生在带电云和大地(包括海洋与陆地)之间的雷电现象。当空中积雨云所带的电向大地释放时就产生了落地雷击,又被称作霹雳,它对大地上的人畜、植物、建筑物等等造成了限大的危害。据科学家统计,在全球范围内差不多每秒钟就有近100次雷电奔驰落地,每     

基于数据融合的雷电灾害后电网运行全景可视化建模分析

针对传统方法不能准确获得雷电灾害电力系统运行情况问题,提出一种基于数据融合的雷电灾害后电网运行全景可视化建模方法。采用分布图法对电网运行过程中存在的疏失误差进行有效剔除,并采用算术平均值方法对上述剔除了电网运行疏失误差后的测量数据序列进行一致性检查;以PSD-BPA格式的电网运行方式为基础,建立基于电压等价的电网运行网架简化模型;通过关联关系模型对电网运行全景可视化数据进行融合,形成完整可用的数据集,在建立的电网运行简化网架模型下,形成电力系统一一对应的可视化数据集,并根据相应分配准则将电网运行全景可视化数据分配到PSD-BPA格式的运行方式各个节点上,最终建立在雷电灾害后电网运行全景可视化模型。通过实例分析结果证明,所提方法能够实现雷电灾害后的电网运行全景可视化分析,掌握电网运行中各个配电节点和支路的负载状态,并提出了改善电力系统设备利用率的可行性方案,对电网优化运行提供了有效参考。