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配电网负责向用户分配电能,是电力系统的重要组成部分,其安全、可靠运行至关重要,但是由于架空配电线路绝缘水平低、雷电防护措施薄弱,雷击对配电线路的运行造成很大威胁。造成配电线路绝缘闪络的过电压分为直击雷过电压和感应雷过电压,其中直击雷过电压可以采用经典电路分析方法进行计算,但是感应雷由电磁场与线路之间的耦合产生过电压,与直击雷过电压的产生机理不同,应另作处理。另外,我国对输电线路的耐雷性能及防雷措施已经进行了大量的、卓有成效的研究,但是配电线路防雷的相关研究及结论仍较缺乏,因此本文在架空配电线路感应过电压计算、耐雷性能评估等方面做了相应的工作,并提出了一些具体的防雷建议。本文主要内容有:(1)使用相模变换将Agrawal电磁场-线路耦合模型变为模量上的方程,然后根据特征线法进行分析,推导了感应过电压的集中参数等值计算电路,同时对雷电电磁场的计算方法进行了简化,进而提出了感应过电压在电磁暂态软件中的计算模型,并在PSCAD/EMTDC软件中建立了该计算模型。根据本文模型计算了不同条件下的感应过电压,并对其特性进行了分析,分析结果表明:土壤电阻率越高感应过电压越大,应对分布于土壤电阻率较高地区的线路重点保护;避雷器及耦合地线可以有效降低感应过电压。(2)基于蒙特卡罗法,提出了架空配电线路耐雷性能在PSCAD/EMTDC软件中的计算方法,综合考虑了感应雷和直击雷的影响,使用该方法计算了采取不同防雷措施后线路的耐雷性能,对各防雷措施的效果进行了分析,分析结果表明:土壤电阻率较低地区线路的绝缘水平大于300kV时,感应过电压对线路的危害很小;要使感应雷跳闸率有效降低,对于绝缘水平较低线路(150kV),位于土壤电阻率较低、较高地区时避雷器间隔分别宜小于400m及200m,对于绝缘水平较高线路(300kV),位于土壤电阻率较高地区时避雷器间隔宜小于600m,土壤电阻率较低时无需安装避雷器;只有在绝缘水平较高且杆塔接地电阻较小时,架空配电线路避雷线才能起到好的防雷效果;在防雷措施较完善时应将直击雷作为主要防御对象。(3)不同避雷器安装方案下配电线路的感应雷耐雷性能不同,基于此提出了使用改进遗传算法对避雷器安装位置进行优化的方法。该方法首先根据线路空间布局、杆塔结构及避雷器数目对整体模型进行了简化,之后改进了基本遗传算法的编码、选择、交叉及变异方式,以感应雷击跳闸率最小为优化目标,对避雷器的安装位置进行了优化。使用本文方法对一条实际配电线路的避雷器安装位置进行了优化。