発送変電設備の耐雷設計合理化のための雷サージ解析

雷涌分析合理化输变电设备防雷设计

• 批准号: 21J10086
• 负责人: 山中 章文
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Doshisha University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J10086/
• 关键词: 送電システム; 雷サージ; 逆フラッシオーバ; 送電用避雷装置; 数値回路解析; 数値電磁界解析

本研究では，被雷した鉄塔・送電線における非平面波電磁界現象を考慮し得る数値回路解析法を開発し，電力の安定供給に大なる影響を及ぼす送電設備雷事故率の予測精度を向上させた。さらに，各種事故対策法の効果を評価すると共に，発変電所侵入過電圧の電磁界現象を含めた解析を実施した。なお，先進的な研究を進めるため，解析に当たっては独自のモデルおよびシミュレータを開発した。これらの開発に当たっては，時間・メモリ容量をはじめとする計算資源が小となる計算法とすることにも力点を置き，一般に計算ケース数が膨大となる雷事故率計算に適用可能とした。本年度は非線形解析に注力し，アークホーン間のフラッシオーバモデル，送電用避雷装置モデルを開発した。前者は事故発生に大きく寄与し，後者は事故対策に寄与する必須モデルである。前年度までに開発した高精度鉄塔・送電線モデルと合わせて解析することにより，開発したシミュレータを実用的な雷事故率計算に適用可能とした。雷事故率計算への開発手法の適用にあたり，過去に報告されている雷事故観測例を再現し開発モデルの妥当性を検証し，そのうえで送電線での雷事故様相を検討した。これにより，従来の計算法では逆フラッシオーバが順当に再現されず，雷事故率が過小評価されてきたことが明らかとなった。さらに，開発したシミュレータを，送電用避雷装置が有する雷事故低減効果の評価に適用し，その効果を明らかとすると共に，送電用避雷装置を含めた高速・高精度，かつ実用的な雷事故率予測を可能とした。

在这项研究中，我们开发了一种数值电路分析方法，可以考虑到闪电塔和传输线中的非平面电磁场现象，提高了传输设备中闪电事故率的预测准确性，这对稳定的电力供应产生了重大影响。此外，评估了各种事故预防定律的有效性，并进行了分析，包括过电压入侵变电站的电磁场现象。为了促进高级研究，我们开发了自己的模型和模拟器进行分析。在开发这些过程中，我们还强调使用涉及少量计算资源（例如时间和记忆容量）的计算方法，并能够应用于闪电事故率的计算，而计算案例的数量通常是巨大的。今年，我们专注于非线性分析，并在电弧号角和用于电力传输的闪电逮捕装置模型之间开发了闪存模型。前者对事故产生了重大贡献，而后者是有助于预防事故的重要模型。通过分析直到上一年开发的高精度钢铁和电力传输线的模型，可以将开发的模拟器应用于实用的闪电事故率计算。当应用开发方法计算雷电事故率时，我们再现了先前报道的雷电事故观察示例，验证了开发模型的有效性，然后检查了电力传输线上闪电事故的状态。这表明在常规计算方法中未正确复制逆闪存，并且闪电事故率已被低估。此外，将开发的模拟器应用于评估雷电逮捕装置的雷电事故减少效果，并显示出其效果，并且有可能在高速，高准确性和实际上，包括闪电释放设备的电力传输设备，以预测闪电事故的速度。

项目成果

Lightning Surge Analysis of HV Transmission Line: Bias AC-Voltage Effect on Multiphase Back-Flashover

高压输电线路雷击浪涌分析：偏置交流电压对多相反闪络的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 明石 優志;Ashkan Mokhtar;野原 大暉;下吉 真実;小澄 大輔;深港 豪;木田 徹也;Akifumi Yamanaka
• 通讯作者: Akifumi Yamanaka

Equivalent Circuit Model of a Transmission Tower Considering a Lightning Struck Point and Cross-arms

• DOI: 10.1016/j.epsr.2021.107253
• 发表时间: 2021-07
• 期刊: Electric Power Systems Research
• 影响因子: 3.9
• 作者: Akifumi Yamanaka;N. Nagaoka;Y. Baba