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

基本信息

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

项目摘要

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。

本研究开发了一种考虑雷击钢塔和输电线路中非平面波电磁场现象的数值电路分析方法，提高了输电设施雷击事故率预测的准确性，具有一定的应用前景。对电力的稳定供应产生重大影响。此外，我们还评估了各种事故对策方法的有效性，并进行了包括由于过电压侵入电力和变电站而导致的电磁场现象的分析。此外，为了推进高级研究，我们开发了独特的模型和模拟器进行分析。在开发这些方法时，重点是创建需要最少计算资源（包括时间和内存容量）的计算方法，以便将它们应用于通常涉及大量计算案例的雷电事故率计算。今年，我们专注于非线性分析，开发了用于输电的电弧喇叭之间的闪络模型和避雷器模型。前者对事故的发生有很大贡献，后者是有助于事故对策的重要模型。通过结合去年开发的高精度塔和输电线路模型进行分析，我们能够将开发的模拟器应用于实际的雷击事故率计算。在将所开发的方法应用于雷击事故发生率的计算时，我们通过重现先前报告的雷电事故观测结果来验证所开发模型的有效性，然后检查输电线路雷击事故的各个方面。这表明传统的计算方法不能正确再现反向闪络并低估了雷击事故率。此外，我们还将把开发的模拟器应用于输电避雷器减少雷事故的效果评估，明确其有效性，旨在提高避雷器（包括输电避雷器）的速度、精度和实用雷击事故率。电力传输使预测成为可能。