雷电定位系统在电力系统中的应用
浅析雷电定位监测系统在电网中的运用
浅析雷电定位监测系统在电网中的运用彭汉涛【摘要】雷电定位监测系统的运用,可以对电网在雷电天气情况下的运行状态进行监控,并且分析是否发生雷电故障,若是产生雷电故障,准确对故障点进行定位,这样可以为后期的故障处理提供了重要的支持,尽最大程度确保电网运行呈现稳定、安全的状态,避免对电力行业实现良好的经济效益,造成严重的影响.然而,雷电定位监测系统在电网中的运用,可以有效解决该项问题,做到及时发现问题和解决问题,尽最大程度上保证电网运行的稳定性.【期刊名称】《电气传动自动化》【年(卷),期】2018(040)006【总页数】4页(P44-47)【关键词】雷电定位监测系统;电网;雷电故障【作者】彭汉涛【作者单位】宁夏中科天际防雷股份有限公司,宁夏银川750011【正文语种】中文【中图分类】TM7271 引言在电网运行的过程中，雷电是引发电网运行故障产生的重要因素，一旦产生雷电故障电网很容易产生短路、过电压等现象，严重影响了电网运行的稳定性。
因此，面对这样的情况，电力行业为了保证电网运行的稳定性，逐渐将雷电定位监测系统运用到其中，实现对电网运行的监控，分析在雷电的情况下，电网运行是否产生故障，并且对雷电故障点进行准确的定位，进行得以有效的解决，确保电网运行的稳定性和安全性。
本文就针对雷电定位监测系统在电网中的具体运用，展开了分析和阐述。
2 雷电对电网所造成的影响雷电作为常见的一种天气自然现象，雷电天气对电网的稳定和安全运行造成了极大的影响，例如：短路、过电压、跳闸等现象。
同时，电网中很多线路都是处于长期暴露的外界环境中的，这样很容易受到雷电的影响。
若是雷电直接击打到电网线路就，就会引发雷击过电压现象的产生；雷电击中线路周围大地时产生电磁感应，那么就会产生感应雷过电压的现象。
其实，不管哪种现象都会导致电网故障的产生，影响电网运行的性能，这样对人们的日常用电，也会带来一定的影响。
由此看来，雷电对电网稳定、安全的运行，带来了极大的威胁，图1为：雷电危害范围[1]。
雷电定位系统在输电线路中的应用_1
雷电定位系统在输电线路中的应用发布时间：2021-08-11T16:21:45.583Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷9期作者：张斌[导读] 输电线路采用多种监测系统，实时反馈回现场设备状态张斌国网山东省电力公司烟台市蓬莱区供电公司，山东蓬莱 265600摘要：输电线路采用多种监测系统，实时反馈回现场设备状态，并对采集到的数据进行整体分析、判断，可为状态巡视和检修提供一手资料。
目前重庆渝西输电工区已采用了多种监测系统，分别对采空区、易盗区、外力破坏区以及绝缘子污秽情况等进行了实时监测，下面将以输电线路在线监测设备的运行状况、优劣势，以及应用前景为重点进行探讨。
关键词：雷电定位系统；输电线路；应用引言多雷雨的夏季，高压架空电力线路经常发生雷击故障，直接影响电力线路安全稳定运行，进而影响了电力供电业务的正常开展。
为获得线路故障的准确位置、正确判断雷击故障类型、提高故障检修效率，雷击故障准确测距具有重要的现实意义。
目前，对于雷击故障测距在很多专家、学者的相关研究中都有涉及。
如DênioT.Silva提出了利用安装在杆塔上的电流传感器收集雷电流信号，建立分布式监测系统进行雷击故障定位；以上方法均存在一定的缺陷，这种方法利用雷电定位系统只能测量雷击点位置，但是雷击点并不一定代表就是故障点，因此根据雷击数据确定雷击故障位置具有一定的盲目性。
1雷电定位监测系统雷电定位系统是一套完整的全自动、大面积、高精度、实时雷电监测系统，主要采用国际先进的综合（时差+方向）探测技术，利用GPS全球定位系统、GIS地理信息系统等先进手段，应用计算机在线系统实时显示云对地雷击的发生时间、位置、雷电流幅值和极性、回击次数以及每次回击的参数，雷击点的分时彩色图能清晰的显示雷暴的运动轨迹。
雷电定位监测系统的在线实时监测帮助线路运维人员对雷电的发展趋势进行预测，实时查询输电线路的雷击故障点，指导故障点的搜寻和排除。
雷电定位系统在桐庐电网中的应用
雷电定位系统在桐庐电网中的应用近年来，气候异常频繁，雷电灾害也屡见不鲜。
为了确保电网运行的安全可靠，桐庐电网引进了先进的雷电定位系统，以提升对雷电灾害的预警和应急处理能力。
本文将就雷电定位系统在桐庐电网中的应用进行探讨。
一、雷电定位系统的原理及技术特点雷电定位系统是一项通过接收天空中的电磁信号，利用时间差计算的原理来确定雷电发生位置的技术。
其技术特点包括以下几个方面：1. 定位准确性高：雷电定位系统采用多台接收设备同时工作，通过测量雷电信号到达各个接收设备的时间差，来计算雷电的发生位置。
该系统准确度高，能够精确到数百米。
2. 实时性强：雷电定位系统能够实时监测雷电信号，通过快速响应系统可以在雷电发生前几分钟进行预警，提前采取相应的措施。
3. 覆盖范围广：雷电定位系统具备宽频带特性，能够接收到大气中不同频率范围的电磁信号，因此可以对广大区域内的雷电进行定位。
二、桐庐电网中雷电定位系统的应用雷电定位系统在桐庐电网中得到了广泛应用，主要体现在以下几个方面：1. 雷电预警和监控：雷电定位系统可以准确判断雷电的发生位置和趋势，当监测到雷电活动时，系统能够发出警报信号，及时提醒相关工作人员采取必要的防护措施，避免雷电对电网设备和人员造成损害。
2. 防雷装置的设计和优化：通过雷电定位系统获取到雷电的发生位置和频率等信息，可以为电网的防雷装置的设计提供依据。
针对不同区域的雷电特点，可以优化防雷装置的布局和参数设置，提升电网的防雷能力。
3. 雷电灾害的快速应急处理：在雷电发生后，雷电定位系统可以精确锁定雷电的落地点，以便快速指导抢修人员前往事故现场进行处理。
同时，也可以通过系统分析雷电的传输路径和范围，预估潜在的影响范围，为救援和应急决策提供科学依据。
4. 大气电场监测：雷电定位系统也可以监测大气电场的变化情况，包括电场强度和电势梯度等参数。
这对于电网运行中的其他故障诊断和故障排除也具有重要意义。
总之，雷电定位系统在桐庐电网的应用使得电网管理者能够及时了解雷电的情况，采取相应的措施来保障电网运行的安全稳定。
雷电防护技术在电力系统中的应用
雷电防护技术在电力系统中的应用电力系统在现代社会中具有重要的地位和作用，然而，雷电等天气灾害给电力设施和系统带来了严重威胁。
为了保障电力系统的安全运行，雷电防护技术应运而生。
本文将从雷电产生机理、电力系统中雷电的威胁以及雷电防护技术的应用等方面进行论述。
一、雷电产生机理雷电是指大气中不同电位之间由于电荷离子的移动而产生的自然放电现象。
雷电的主要产生机理是由于云层内积聚了大量电荷，而地面或建筑物上也具有不同的电位。
当云层与地面电位差达到一定程度时，电荷离子会通过空气中的通道（即闪电通道）放电，形成雷电现象。
二、电力系统中雷电的威胁雷电对电力系统的威胁主要体现在以下几个方面：1. 直接打击：雷电可能直接击中电力设施和系统，导致设备受损、烧毁甚至发生爆炸，严重影响电力系统的正常供电。
2. 电磁感应：雷电放电时产生的电磁场会感应到电力系统中的导线和设备，导致过电压的产生，从而损坏设备或破坏电力系统的绝缘。
3. 瞬态过电压：雷电放电时会产生瞬态过电压，这种过电压可以通过电力系统的电缆、电线等途径传递，对设备和系统的电气性能造成损坏。
三、雷电防护技术的应用为了保障电力系统的安全运行，现代电力工程中广泛应用了雷电防护技术。
主要的应用包括以下几个方面：1. 避雷装置的使用：避雷装置是防止雷电直接击中电力设施和系统的关键设备。
一般采用避雷针、避雷线等避雷装置进行保护，通过提高其高度和覆盖面积，将雷电引向地面，保护电力设施和系统的安全。
2. 避雷间隔的设置：在电力系统的设计和布置中，需要合理设置避雷间隔，将避雷装置合理分布在电力系统各个关键位置，以提供全方位的防护。
3. 接地系统的优化：电力系统中的接地系统是防止雷电通过电力设备传导到地面的重要环节。
合理配置和优化接地系统的结构和材料，可以提高电力设备的接地效能，降低雷电对设备的影响。
4. 电磁屏蔽技术的应用：电力系统中的导线和设备往往对外界电磁场非常敏感，容易受到雷电产生的电磁感应影响。
雷电定位监测在电力系统中应用浅析
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在任 何 三 站 三角 几何 因子 条件 下 的综 合 定 位方 式 ，简单 的 说 ，这 种 定位 模 型 可表 述
为：
ａ． 定位 解算直 接在 椭球面 上进行 ，比 起在 平面 座标 系 统（ 斯投 影 、ｕ Ｔ Ｍ 投 高 影 、园锥投 影等 ） 中解算 ，避免 了校影换 带 的 索 过 程 及 其 所 带 来 的 误 差 ， 计 算 精 度 高 ，并适 于任 何 国 家 和 地 区 。 ｂ． 有容错 和剔除 粗差的 功能 。首先 具 进行 近 似 定位 计 算 ，剔 除方 向 测量 中 的粗 差 ，赋 于 有效 方 向观 测 值一 定 的权 值 ，参 与 定位 计 算 ，解 决 了在 三 角几 何 因子 极差 条 件 下 的 雷 击 点 的 误 判 问题 ，这 是 一 种 “ 间到达 ＋ 定向”统 计综合 定位模 型 ，是 时
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文０ 乔蓉 （ － 岛汾供 电 分公 司 山 西 临汾 ）
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雷电定位监 测在电力Байду номын сангаас系统【 应用 浅析 ｌ 】
摘 要 ：应 用 雷 电定位 监 测 信 息 ，对 电 并 将 这 些数 据 实 时 地 传送 至 位 置 分 析仪 ， 网雷 击 故障 点进 行 定 位 ， 实现 对 雷 电活 动 供 其进 行分 析 和 定 位 计 算 。 情 况 的 监 视 ， 提 供 雷 电危 害 造 成 电 网 事 故 工 作原 理 ： 当雷 电发 生 时 ，雷 电 电 磁 的信 息分 析 。 波 会 辐 射 到 探 测 站 。 探 测 站 经 过 波 形 判 关 键词 ：雷 电；定位 系统 ；维护 ；应 用 别 ，见 得 到雷 电发 生 的时 刻 ，雷 电相 对 与 雷 电的危 害 探测 站 的 角 度 。探 测 站将 这 些 参数 传 送 到 雷 电 是 最常 见 的 自然 现 象之 一 ，雷 电 中心 站 的 位 置分 析 仪进 行 定 位计 算 ，即 可 对 人 类危 害 很大 ，几 乎毫 无 益 处可 言 。 雷 得 到雷 电发生 的时 间 与位 置 。 同 时根 据 探 害 天 气给 电力 系统 造 成的 危 害 巨大 ，雷 击 测站 接 收 的其 他 参 数 ，还 可 分 析雷 电的 幅 线 路 造成 跳 闸事 故 ，影 响供 电可靠 性 ；如 值 、雷 电流 的方 向等 雷 电参 数 。 定位 雷 电 果 发 电厂 、变 电所 建 在雷 害 发 生频 繁 的 地 是 采 用时 差 方 向综 合 定 位 原 理 。 带 ，就很 容 易造 成 大 面积 停 电 ，影 响各 行 １、方 向定位 业 的 安全 生 产 。 由于 雷 击输 电线路 后 ，雷 探 测 站 内 有 两 个 十 字 正 交 的 框 形 天 击故 障点 不 易准 确 、快速 定 位 ，线路 的 防 线 ， 分 别 置 雷 特 性也 无 法定 量 评价 ， 因此 ，给 处 理 缺 于 东 西 和 南 陷带 来 不 便 和 麻烦 。 北。当在 Ａ地 二 雷 电定 位 系 统 实 现 的功 能 发 生 地 闪 ， 实 现 对 大 自然 落 雷 情 况 的 测 量 、 接 设 东 西 向 和 收 。利用 雷 电定 位 系 统 ，统 计 出雷 电的 分 南 北 向 天 线 Ｓ 布 ，方便 快 捷地 查 询 雷击 故 障 点 ，指 导 雷 接 收 到 的 磁 击故 障的 定 位处 理 。 通过 在 线 监视 雷 电活 场 强 度 分 别 为 Ｈ Ｅ 和 Ｈ 显 然 ｗ Ｎ Ｓ 动 情 况 ，可 以 对 雷 电 的 发 展 趋 势 进 行 预 测 ，提供 处 理雷 害 故 障所 需 的 信息 以 及 分 牡 ： Ｉ 昭 析数 据 ，为 电 力生 产 运行 、规 划 设计 、防 雷 保 护提 供 服 务 ，有 效减 少雷 击事 故 和 雷 由此 ，便 可求得 地闪对 Ｄ１ 的方 向。 ｖ站 电灾 害 所 造 成 的 损 失 。 当 Ａ 点 发 生 对接 收 的雷 电原 始信 息 、 定位 信 息 进 雷 击 时 ， 探 行 参 数分 析 。 利 用计 算机 与 网络技 术 ，最 测 站 ＴＤＦ１ 、 终 建 成雷 电信 息 网络 系统 ，实 现 数据 通 信 Ｔ Ｄ Ｆ ２分 别 和信息共享 ，使用 户可以采用 Ｃ／ Ｂ／Ｓ 方 测 定 雷 电 方 Ｓ（ ） 式 浏 览所 需 的雷 电信 息 。还 可 以通 过 拨 号 向 ０ 【１ 和 ０ 【 当 Ｔ Ｆ Ｄ１
雷电定位系统在输电线路故障中的应用
雷电定位系统在输电线路故障中的应用发布时间：2021-07-20T10:24:47.173Z 来源：《当代电力文化》2021年8期作者：丁荣杰[导读] 高压输电线路由雷击造成的跳闸事故约占总跳闸次数的 40％～70％丁荣杰国网浙江安吉县供电有限公司，安吉县递铺镇昌硕东路298号 313300摘要：高压输电线路由雷击造成的跳闸事故约占总跳闸次数的 40％～70％。
雷电定位系统目前作为电力公司电网事故鉴别的第一手段，与传统手段相比,在第一时间内就能快速定位最近雷击故障杆塔或雷击点,一是缩短了巡视范围，极大提高了巡线工人劳动生产率；二是借助系统参数可以大概率判断故障是否由雷击引起，在极端天气下可以延迟巡线时间，保障巡线工人的安全。
关键词：输电线路、雷击跳闸、雷电定位、雷电参数、事故鉴别0 引言高压输电线路是电网的主干架，作为电力系统的主网支撑电能的输送。
虽然我国的电网经过逐年改造已经日趋坚强，较少出现因输电线路的故障造成全所失电的情况，但因备自投的动作特性瞬时负荷的损失往往不能避免，且故障跳闸线路不能及时恢复送电将影响电网运行可靠性。
因此如何提高查找故障点及恢复送电的时间效率值得探讨研究。
而据统计表明，雷击引起的跳闸是线路故障的主要原因之一（高压输电线路由雷击造成的跳闸事故约占总跳闸次数的 40％～70％[1]）。
以湖州地区为例，2015年至2019年累计发生110千伏输电线路非外破性故障跳闸32次，其中雷击故障13次（占比40.6%，为各项原因之最）。
故雷击成为高压输电线路跳闸的首要威胁因素。
雷电定位系统，是根据输电线路发生雷击后的电气量信息或者雷电探测站探测到的雷电信息查找雷击点的位置。
对输电线路雷击点迅速准确的定位，有助于减轻人工巡线的艰辛劳动，还可以查找线路上的隐患和薄弱环节，提高供电可靠性，减少经济损失[2]。
因此，利用雷电定位快速查找真实故障点区段的深入研究具有实际应用价值。
1 雷电定位系统的构成原理及应用雷电定位系统（Lightning LocatingSystem，简称LLS）是一种大面积、全自动、实时性雷电定位系统[3]。
浅谈雷电定位监测系统在电力系统中的应用
度 ， 常采 用 ｒ２ ０ ｍ， 此 范 围 内接 收到 的雷 电信 号强 度 大 ， 通 ＝０ 在 ｋ 误
差小 。但 一个 Ａ Ｄ Ｌ Ｆ站不 能 定位 ， 个 Ａ Ｄ 两 Ｌ Ｆ站 共 同有效 的探 测 部
２． 雷 电 位 置 分 析 仪 ２
视， 因而 未发 挥其 应 有 的作用 。
４ ３ 指 导 防 雷 工 作 的 开 展 ．
雷 电位 置 分析 仪相 当于 雷 电定 位 系统 的 大脑 ，它 一般 由一 台
雷 电定位 系统 可 以全 面 掌握 雷 电 的活 动规 律 ，对 防 雷 是 非常
监 测 ， 定 雷 电发 生 的详 细 位 置 、 电幅 值 、 雷密 度 ， 可对 相 关 分才 是 定位 系统 的 覆盖 范 围 。 确 雷 落 并 雷 电数 据进 行 统 计分 析 ， 出 雷 电发 生 的规 律 ， 用在 电力 系统 中 找 应 ４ 系 统 应 用 可快 速进 行 雷击 点 故障 定位 ， 效避 免 雷 电灾 害 的发 生 。 有
４． 快 速 指 导 寻 找 线 路 雷 击 点 １
２ 系统 组成
由 于雷 电定 位 系 统 可 以实 时监 测 每 次 云 对 地 雷击 的 时间 、 方
电流 等 参数 ， 因此 在 雷 电定 位 系统 中 输入 线 路跳 闸时 间 以及利 雷 电定位 系 统通 常 由若 干 个 （ ３个 或 ３个 以上 ） 探 测 站 位 、 用 预 先 输入 的输 电线 路 坐标 ，就 可 以快速 方 便地 寻 找 到可 能 的雷 （ Ｌ Ｆ 、 置 分析 仪 （ Ｐ ） 若 干 个 本 地或 远 方 显 示 系统 （ ＤＳ Ａ Ｄ ）位 Ｎ Ａ和 Ｎ ） 击点， 检修 工 作人 员 就可 以有 目的地 寻找 雷 击 故障 点 ， 从而 大 大缩 组 成 。 各 自独立 功 能所 需 的 电路和 终 端 设备 外 ， 除 都包 含有 预 编程
雷电定位系统在输电运行中的运用
及 运 行 分析 的科 学性 。 随 着安 全 生 产 管理 的 不断 改 进 ， 电定 位 系统 应 融化 管理 思 想 ， 少数 据 维护 工 作专 业技 术 分 析 的 延展 性 。 提 关键 词 ： 电 ； 雷 定位 ； 电线路 ； 塔 ； 障 输 杆 故
电造 成 事 故 的 可 能性 。重 放 雷 电是 为 了观 察 一段 时 间 内
雷曝活动的趋势 ， 预测雷电向哪个方 向发展 ， 有效地预防 雷击事故。 电参数分析按每月或每 日列出雷电 日、 电 雷 雷 的故 障原 因很 多 ， 结构性故障 ， 有 也有环境性故 障 ， 中 其 小 时 、 雷 电数 、 正 负雷 电 数 、 雷 电数 、 大 电 流 、 小 电 总 最 最 雷击 时 主要 原 因之 一 。 没有 雷 电定 位 系 统 之前 ， 找 雷 流 。 里是 对 常 用 的 一 些 功能 作 了简 要 的描 述 。 术 人 员 在 查 这 技 击故 障的工作量大 ， 甚至会 出现多次查找的情况 。 电定 在 面 对 实 际 问题 时 ， 据需 要 进 行 查 询 和分 析 ， 必 面 面 雷 根 不 位系统投入使用后 ， 由于雷电范 围得到确认 ， 运行管理人 俱到 。 电线 路运 行维护工作 中 ， 常会遇 到雷击 故障 ， 输 经 员通 过 雷 电定 位 系 统 可 以方 便 地 查 找 故 障线 路 及 故 障 可 在 查 询 时应 尽 可 能 多参 数 结 合 ， 合 考 虑各 方 面 的因 素 ， 综 能 的范 围 ；运行 人 员 根 据 故 障 可 能范 围 ，以 重点 查 找 为 既要着眼于现实故障 ， 又要有预防故障的观念 。 主， 全线查找为辅 ， 以极快地查找 出线路 故障 ， 可 线路雷 ２ 运 用 情况 击 闪 络 故 障 的查 找及 消 缺 比以 往 效 率 提 高 了约 ６ ％。 ０ 从 运行成本来看 ， 电定位 系统使用后 ， 雷 减少了故 障查找人 在线路发生故 障引起跳 闸时 ，先判断是否为雷击故 员数 量 及减 少 了故 障查 找 时 间 。 障。 如果是雷击故 障 ， 确定线路名称 ； 根据线路跳 闸时间 选 择 Ｈ期 ，并 将 开 始 时 间 和结 束 时 间 设定 为线 路 跳 闸 时 间前后 ５ｍｎ 具体 的时间范围要根据线路跳 闸时间的准 ｉ。 ＬＳ Ｂ是 系 统 的 重要 组 成 部 分 。Ｉ 服 务 器 软 件 由 Ｉ／ ＷＥ ＬＳ 确 性 来 界定 。如果 线 路 跳 闸时 间很 准确 ，比如 为 Ｇ Ｓ时 Ｐ Ｗｉ ｏ ｓＮ 、Ｑ ～ Ｅ Ｖ Ｒ ７０ Ｉ ｎ ｗ Ｔ Ｓ Ｌ Ｓ Ｒ Ｅ ．、 Ｓ服 务 器 、 务 器 端 用 间 ， 将 时 间 范 围设 定 到 很 小 ， 以取 ２ 。 果 线 路 跳 闸 ｄ Ｉ 服 可 可 如 ｓ 户 管 理 程 序 （ 含 每 日一 次 的 统 计 功 能 ）Ｐ 位 置 分 析 时 间为 大 概 时 间 ， 将 时 间 范 围设 定 得 很 大 ； 包 、Ａ（ 应 比如 ， 报 所 仪 ） 成。 组 客户 端 软 件是 Ｍ ｐｂ ｃ ． 于 Ｖ ． ａｏｊ ｔ ２ ｅ ｓ ０基 Ｂ６ ０集成 时 间 为 ２ 左 右 、 点 事后 看 手 表 的 时 间 、 看长 期 没 有 校 准 的 开发 环 境 开发 而 来 ， 由雷 电显 示 、 询 程 序及 线 路 编 辑 器 时 钟 ，都 应 将 时 间 范 围加 大 。不 用 怀 疑定 位 雷 击 点 的 时 查 组成 。Ｉ ＬＳ利用 了 日益完善 的网络资源 ，实现雷 电信息共 享 ， 足用 户 对 雷 电 信息 不 断 增 长 的 要 求 。 Ｉ ＷＥ 满 ＬＳ Ｂ是 基 ／ 于 Ｉ ， 分 利用 浏 览 器 技 术 ， 有 丰 富 实 用 功 能 的 客 户 Ｉ 充 Ｓ 具 机／ 服务 器 系 统 。雷 电网络 用 户 工 作 站是 ＬＳ的用 户 层 ， Ｉ 它能 动 态 显示 雷 电活 动 、 快速 查 询 雷 击 位 置 、 统计 雷 电参 间， 因为这是多个 Ｇ Ｓ 的时 问。 Ｐ钟 如果没有找到故 障 ， 可 将 线 路 走 廊 半 径取 大 一 点 。由 于 １ Ａ 以下 的 电 流 不 会 ０ｋ 引起线路跳 闸， 电流范 围选择 １ Ａ， 在 ０ｋ 表示 电流要 大于 １ Ａ。 询 的结 果 是 显 示 被 查 询 的线 路 、 路 走廊 、 ０ｋ 查 线 线路
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262005年第2期浙江电力ZHE J IANG E LECT RIC POWER讨论与建议摘要:雷电定位系统是监测雷电活动情况及分析对运行电网设备造成影响的计算机实时系统。
文章介绍了浙江电网雷电定位系统的原理、系统构成及主要用户功能,讨论了雷电定位系统在电网调度运行中的应用情况,进而提出了该系统的应用中存在的一些问题,以及相应对策的一些建议。
关键词:雷电;定位系统;电网;调度;应用中图分类号:T M76文献标识码:B文章编号:1007-1881(2005)02-0026-04A pp lication of Li g htnin g Locatin g S y stem in Pow er G rid张怡1,张锋2(1.浙江省电力职业技术学院,浙江杭州310015; 2.浙江省电力调度通信中心,浙江杭州310007)雷电定位系统在电力系统中的应用雷电是雷雨季节线路跳闸、电网停电的主要原因之一,对电力系统安全运行造成了很大威胁。
雷电定位系统是基于网络技术的大面积、全自动、实时监测雷电活动的计算机在线系统,是目前电力系统研究雷电活动最先进的手段[1][2]。
为减少因雷击故障引起的停电损失,降低寻找雷击故障点的劳动强度,确保电力系统安全运行,浙江省电力公司已建立覆盖全省的雷电定位系统,该系统由浙江省电力试验研究所和国家电力公司武汉高压研究所共同研制实施,目前已经成功投入运行,为其在浙江电力系统运行中的应用打下了基础。
1雷电定位的基本原理雷电是大自然中空间放电所导致的自然灾害,其发生的同时伴有电磁辐射信号,通过对此雷电波信息特征量的测定,再进行算法分析就可得相关雷电信息。
目前雷电定位探测常见有定向定位与时差定位2种技术。
1.1定向雷电定位技术[3]雷电发生时要向周围空间辐射很强的电磁波,可通过分设在各地的探测站接收雷电电磁信号,当有2个及以上的探测站根据接收到的雷电电磁信号测定雷电方位角后,就可根据三角定位原理计算出雷击点的位置。
该技术原理清晰,方法简单,且在多站系统中几乎不存在探测死区,但它的探测精度受电磁波传播途径及探测站周围环境的影响较大,造成定位误差相对较大。
1.2时差雷电定位技术[4]。
该方法测定雷电电磁信号到达各探测站的时刻,根据电磁信号到达各探测站的时间差来计算雷击位置。
该方法要求各探测站的时钟高精度同步。
与定向定位技术相比,在采用现代高精度全球定位系统(G PS )时钟的情况下,其定位精度比定向定位高约5倍以上,甚至近一个数量级。
另外,时差定位技术对探测站周围环境的要求相对较低,误差主要取决于G PS 误差和雷电电磁信号的传播延时。
1.3综合雷电定位技术[5][6]目前常用的综合雷电定位技术是利用“定向+时差”,综合定位探测站既探测雷击发生的方位角,又探测雷击辐射出的电磁波到达的精确时间,该方法可充分利用探测到的全部有效数据,剔除方向误差和无效时间数据,使雷电定位误判2005年第2期27浙江电力次数大大的减少[7][8]。
2雷电定位系统的构成及主要用户功能浙江电网雷电定位系统主要包括雷电探测、定位计算和雷电信息服务3部分;包括遍布全省的多个探测站、设在省电力试验所的中心站、多个用户终端和通信网络。
其中雷电探测、定位计算部分要求具有较高的精度和效率,而信息服务部分则要求将雷电数据直观明显地进行组织,供用户尽可能方便地使用。
系统能对全省范围内的落雷信息实时接收、储存、处理、显示和发送。
系统能显示落雷的位置、时间、强度、极性等参数信息、并且能显示雷暴的运动情况;配合地理信息系统GIS建立的全省输电线路坐标库,能在线路雷击跳闸后尽快查出线路可能遭受雷击的故障杆塔。
2.1系统体系构成浙江雷电定位系统的中心站设在浙江省电力试验研究所内,中心站包括前置机、位置分析仪和雷电信息服务器。
并通过网络与各探测站、用户及华东雷电定位系统相联系,其系统结构图如图1所示。
2.2系统主要用户功能雷电定位系统与用户交互的模块主要是雷电信息系统,其主要的用户功能包括;(1)实时雷电:了解当日雷电的活动情况。
(2)线路雷击故障查询:查找跳闸线路的可能遭受雷击的杆塔号。
(3)雷电数据查询功能:根据用户选择的各类条件进行雷电参数查询。
(4)雷电重放:以图形格式显示某天的雷电情况,可用于观察一定时段内雷暴活动的趋势。
(5)雷电统计:相关雷电数据的统计。
(6)雷电参数分析:以选定条件分析各类雷电参数信息。
(7)电网地理信息系统GIS:提供精确的电子地图和浙江电网110kV及以上电压等级的输电线路、变电站、发电厂、微波站等位置信息。
3雷电定位系统在电力系统运行中的应用3.1指导输电线路雷击故障点的查找雷电定位系统最为重要之处在于能够准确地测定雷击的位置,这也是该系统在电网调度运行中最直接的应用。
以往,每当输电线路发生雷击跳闸,根据调度命令,线路责任区的单位必须出动大批巡线人员,仅能根据不算精确的保护故障测距结果,沿线逐杆查找故障点,效率较低。
特别是在浙西山区,巡线人员翻山越岭,费时费力。
对于重要故障线路,还有可能造成延误送电、联络线功率超限、电网安全稳定水平降低等严重后果。
通过利用雷电定位系统,线路发生雷击跳闸后,调度运行值班人员只需提供跳闸精确时间,线路工区人员根据定位系统直找该时刻左右最有可能发生雷击的杆塔位置,有的放矢,能够尽快查找故障点,同时又大大减轻了线路工作人员的工作强度。
表1是2004年8月应用雷电定位系统对浙江省调管辖线路雷击跳闸查询情况的报表,雷电定位系统起到了很好的应用效果。
3.2指导判断线路跳闸的雷击相关性在电力系统以往的运行经验中,往往将发生在雷雨天气而又未能查找到明确故障点的线路跳闸原因一般都认定为雷击故障,这就影响了运行单位对真正事故原因的查找,且留下了再次事故的隐患。
应用雷击定位系统可以确定线路跳闸由图1浙江雷电定位系统体系结构图282005年第2期表1利用雷电定位系统对2004年8月浙江省调管辖线路雷击跳闸查询情况时间线路巡线结果雷电定位系统雷击相关性查询报告8月1日15:15温门2344237号塔V相小号侧最下1片瓷瓶有闪络痕,塔地处山坳。
在15:15前后1m in1km范围有9个落雷点,15:14:02.641时有1个落雷点距237号2.3km,雷地流-6.5kA。
8月1日17:10州临23523号杆U相(右)合成绝缘子有雷击痕。
杆塔地处山上。
17:10:01时有一落雷点距3号杆1.86km,雷电流-14.3kA。
8月2日14:54州临78号杆U相(右)防污瓷瓶有闪络痕,杆塔地处山区。
14:53:02.884时有一落雷点距78号杆约2.9km,雷电流-25.4kA。
8月11日17:46仪雅432914号杆W相绝缘子有雷击痕。
对仪雅4329线14号杆所处诸暨境内进行雷击情况查询,在17:45:00～17:47:00时段诸暨境内有一直径7.5km区域落雷达29个,线路在此区域遭雷击相关性较大。
8月21日18:08王湖445946号塔W相绝缘子有闪络现象,C相接地点有放电现象。
雷电系统查询,18:08:33.793时有一雷击点,在46号杆塔附近500m范围,雷电流-30.6kA。
8月21日19:22楠丽2333177号塔W相瓷瓶有闪络痕,杆塔地处山坡,接地电阻4.2Ω雷电系统查询在19:21:37.445时有一落雷点距177号杆约374m,雷电流-21.3kA。
8月22日16:48镇淞230472号塔W相有明显雷击痕迹,杆塔地处山上。
雷电定位系统查询68～75号杆1km范围在16:48～16:50之间有8个落雷,16:48:58.822的落雷在72号杆边70m左右,雷电流达-38.8kA。
8月22日16:53天江448631号杆W相合成绝缘子有明显雷击痕。
在16:51:00～16:55:00时段对北仓变与天一变区域进行雷击情况查询,有15个落雷点,线路在此区域遭雷击的相关性较大。
8月22日22:36丽华233431号杆V相瓷瓶有雷击闪络痕,杆塔接地电阻3.8Ω。
雷电系统查询在22:34:59.88时有一落雷点距31号杆约580m,雷电流-6.2kA,有2次回击。
8月22日22:42双丽2390187号杆W相瓷瓶有雷击闪络痕,杆塔地处山区。
雷电系统查询在22:40:56.317时有2个落雷点在185号与186号杆附近,距187号杆950m之内,雷电流分别为-36.1kA及-27kA,雷击相关性较大。
张怡,等:雷电定位系统在电力系统中的应用雷击造成的可能性大小,如果确定不是由雷击造成线路跳闸的可能性很大,可以根据实际情况继续寻找故障闪络点并分析事故的真正原因,消除事故隐患。
3.3进行方式调整和事故预想通过该系统接收到的雷电信息,调度员可以判断雷电发生的准确地点、雷电强度及走向趋势等信息。
根据这些具体情况,调度员在可能的前提下可以及时修正和改变电网的运行方式,避免运行中的电网设施遭受雷击所导致的不必要经济损失和电网事故,在不能改变运行方式的情况下,调度值班人员可及时做好相关防雷击措施及事故预案,力争将雷击损失减少到最低程度。
3.4指导安排系统雷季运行方式通过大量雷电数据的积累和分析,可以大致了解浙江境内雷电多发区域的雷电分布及强度信息,从而合理制定雷区分布图,不仅可以指导安排全网雷季运行方式,指导线路运行单位加强雷电密集区段和线路的易雷击段的运行维护,还可以为电力设计部门进行电力线路、厂站等设计时提供必要的防雷依据。
4应用中存在的一些问题4.1尚不能完全判断线路跳闸是否由雷击造成伴随雷电定位技术的应用,发现很多情况下没有百分之百的把握确定某次线路跳闸是否由雷击造成。
这是因为线路本身具有一定的耐雷水平,线路附近落雷不一定造成线路跳闸,再加上由于雷击定位算法、系统时间不一致、监测目标位置数据不够准确等等因素的存在造成雷电定位2005年第2期29浙江电力[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10]系统存在一定的误差。
因此,简单的说某次线路跳闸是或不是由雷击造成就不够严谨,更为合理的是应用线路跳闸的雷击相关性[9][10]概念,基于雷电定位系统落雷点的测量精确度和时间、监测目标位置等因素的精确程度,将线路跳闸的雷击相关性分为以下4类:很大、较大、较小、很小,分别代表雷击引起线路跳闸可能性程度的大小。
4.2全网时间不一致影响雷击定位的准确度统一全网时间是雷电定位系统精确定位的前提,但目前各单位的线路跳闸时间有部分是按照继电保护记录的时间,而雷电定位系统记录的是G PS 时间,两者之间往往相差数分钟。
这样的时间不统一就会给故障点的查找带来困难,只能推测给出某个时间段可能发生雷击的范围,这就影响了查找的精度和速度。
为了快速准确地查找雷击故障点,有必要将各厂站时间全部统一为G PS 时间,考虑到目前G PS 装置的民用化和价格下降等因素,其经济性具有可行性。