[00804092]电力系统雷电防护与接地实验研究及工程应用

在雷电防护领域，该项目通过大量的试验与计算分析，对输电线路雷电屏蔽失效的机理和规律进行深入研究，考虑了冲击电压波形、工作电压、地面倾角、山涧、双回塔形、模型比例尺寸等因素进行了大量模型试验，提出了击距加权法，定量计算实验所得绕击率。应用改进的电气几何模型、先导发展模型，考虑地面倾角、山顶、同塔双回、相线排列、工作电压等因素，计算得出的绕击率与实验所得数据能够相互印证。对于深入认识雷电放电机理，确定有效的雷电屏蔽方案，有重要意义。开发了基于先导发展模型的输电线路雷击跳闸计算软件和基于罗氏线圈的雷电流监测系统，根据测量数据和计算软件可以很方便地确定事故类型，并评价反事故措施的有效性。变电站的防雷包括一次设备和二次设备的防雷。该项目建立了变电站雷电过电压防护和绝缘配合仿真计算模型，研究了变电站二次设备的防雷方案，建立了仿真计算模型，开发了二次设备浪涌保护器件的检测设备，编写并出版了变电站二次设备的防雷规范。在接地领域，该项目通过采用计算分析与试验相结合的方法对发变电站的一系列相关接地相关问题进行了较为系统的研究。以复镜像法、边界元法和场路耦合法为基础，详细地推导了入地电流在土壤和接地导体中电流场的若干重要的计算公式，并建立了大型发电站接地参数计算的实用模型。在该基础上基于64位开发平台，采用面向对象的程序设计方法，开发了接地参数计算软件和直流偏磁计算软件，解决了各种土壤结构下大型发变电站接地网的参数计算问题和直流接地极对交流电网的影响问题，并通过在实验室接地电解槽中的模型试验验证了相关算法的有效性。基于“相分量法”计算分流系数的原理，开发出了避雷线分流系数计算系统软件包，可以用于具有不同电气结构互联及不同电压等级的复杂电力系统网络发生站内和站外故障时的避雷线及地网分流系数计算。通过在实验室中对控制电缆、继电器和微机保护装置等二次设备的工频耐压特性进行了大量的试验研究，确定了它们的工频耐压特性，提出了地电位升可提高到5kV的结论。该项目的研究成果已经在数十项工程中得到应用，解决了包括三峡枢纽接地等一些国民经济建设中出现的重大问题。防雷方面研究成果的应用提高了发变电站及线路的雷电防护水平，既减少了因雷击引起的设备损坏和人身损伤事故，又避免了过度防雷引起的不必要经济投入，保证了电力系统的安全可靠运行。良好的接地系统是电力设备和运行人员安全的重要保障，该项目接地方面研究成果为电力系统接地的设计和施工提供了指导，既保证了接地系统的安全性，又避免了不必要的接地投资。项目成果还应用到与东南亚、非洲等地区的国际合作项目中，不仅创造了经济效益，还为扩大中国电力企业的国际竞争力，提升国家形象作出了贡献。项目的研究让数十名研究生得到了培养和锻炼，发表了上百篇相关学术论文，有两项研究成果转化为了行业标准，取得了很好的经济社会效益。