雷電定位監測技術電力系統中的應用研究

馬 磊 石 濤 蘇玉宗 何啟明

寧夏中科天際防雷股份有限公司 寧夏 銀川 750001

引言

隨著我國用電負荷以及用電多樣性需求越來越大，電網的規模也在不斷的擴大。電網結構也逐漸呈現復雜化。電網對于自動化設備等監測精度有著非常高的要求。基于此，采用雷電定位檢測激素，可以更為客觀直接的顯示當前線路所受到的雷擊情況，并進行自動記錄，以便于更為直觀的發現雷擊故障位置，引導設備檢修人員進行現場搶修作業。除此之外，雷電定位監測技術的應用還可以為雷電活動等提供必要的參考依據，有利于更好的維護系統運行。

1 雷電定位監測技術原理分析

雷電是大自然中最為常見的氣候現象，產生雷電的同時往往也會伴隨著出現大量的電磁輻射信號。通過對雷電波信息的采集，隨后進行分析處理，無疑可以準確的得到當前雷電的具體參數，包括雷電的具體位置等。當前，常見的用于雷電定位的技術主要分為定向定位以及時差定位兩種。

1.1 定向定位技術分析 雷電產生過程中通常會向四周同時發射出很強的電磁波。對于這些電磁波則可以利用位于各個區域的監測站接收信號。同一時間段內，如若兩個監測站都接受到了較為強烈的雷電電磁波信號，則可以據此分析得到雷電的方位角，從而依據三角定位原理得到雷電的具體襲擊點。該技術原理相對簡單，操作實現也比較方便，實際應用過程中幾乎不存在任何死區情況，但實際探測的精度由于受限于電磁波以及監測站周邊環境影響較大，故而定位時可能存在一定的偏差。

1.2 時差定位技術分析 該檢測方法主要用于監測各個雷電電磁信號抵達各個監測站的時間差，并依據時間差從而得到雷擊的具體位置信息。使用該方法進行雷電位置定位時，對于監測站中的時鐘精度具有較高的要求。同定向定位技術相比，基于全球定位系統的高精度時鐘往往可以實現比定向定位技術約五倍以上的定位精度。除此之外，時差定位技術對于監測站周邊的環境要求也不高，可能造成的誤差也主要集中在全球定位系統偏差以及雷電電磁信號傳播過程中存在延時情況所致。

1.3 綜合雷電定位技術分析 當前較為常用的雷電定位技術主要是指“定向與時差”定位技術結合，綜合定位監測站不單單可以發現雷擊具體發生的方位角度，同時也可以用于監測雷擊輻射的電磁波的精度值，該方法主要用于對全部有效的數據進行監測收集，規避了方向誤差以及無效時間相關數據，從而使得雷電定位偏差次數大大降低。

2 雷電定位監測技術應用分析

2.1 引導開展輸電線路雷擊故障點位的排查 毫無疑問，雷電定位技術可以更為準確的幫助確定雷擊的具體位置，而這也正是該系統在電網調度運行中常見的使用形式。以前，如若輸電線路存在雷擊發生跳閘情況，需要依據調度的相關指令，由當地的線路的主要負責部門出動大量人員進行維護排查。實際排查工作也只是依據相對模糊的數據進行，排查人員需要逐個桿塔的查找故障位置，工作效率不高且需要耗費大量的時間。針對一些較為重要的故障線路等，還有可能存在延遲送電以及電網安全性不高等情況。借助雷電定位監測技術則可以在線路遭受雷擊出現跳閘后，現場值守人員等依據定位系統則可以直接找出具體精確的跳閘時間以及定位，大大縮短了對故障的點位的排查時間，減輕了線路排查人員工作強度的同時也大大提升了工作進度。

2.2 引導判斷線路跳閘雷擊的關聯性 就以往對電力系統的運行排查經驗，大多將出現在雷雨天氣但未能查找出明確故障位置線路跳閘原因等均納為雷擊故障所致。而這樣的操作方式無疑制約了相關單位對真正的事故原因的排查，且存在的再次發生該事故的可能。而采用雷電定位監測技術則可以更好的判斷由于雷擊所導致的故障的可能性，以及確定并非雷擊所致的可能性有多高，可以依據實際情況從而找出具體的故障點位以及分析得到事故的最終原因，并從根源上排查事故隱患。

2.3 引導開展系統雷擊的運行方案 通過對大規模的數據庫的積累與分析，可以大概的了解到當地的雷電的發生情況以及規律，從而針對性的開展防雷措施，指導線路運行有關單位科學性的對雷擊密集區域以及線路的易受雷擊區域進行必要的維護與管理，此外，可以為電力設計部門以及線路施工與廠站等提供必要的參照依據。

2.4 方式的優化與事故預想 基于整個系統所能接收到的雷電數據，調度員可以對雷電點位進行判斷與分析，并及時了解雷電的走勢與強度等基本參數。依據該情況，調度人員可以預先對電網運行模式進行必要的調整與完善，規避運行期間電網遭受不必要的雷擊傷害，提升整個電網的運行經濟性以及可靠性，在不改變電網運行方式的基礎上，調度值班人員可以更好的完成雷擊防護措施以及事故的預案分析，力圖將雷擊造成的傷害降低至最小值。

3 結束語

電能已經成為人們日常生活以及工作所必需的基礎能源，如若電能供應存在問題則有可能導致無法估量的后果。雷電是電網運行過程中時常會遇到的事故類型之一，傳統形式的雷電定位與檢修工作往往需要耗費大量的時間，需要檢修人員依據模糊的數據分析結果對線路進行排查，一方面檢修耗時過長，部分地區可能需要面臨長時間的停電情況，另一方面傳統的檢修模式檢修效果也不理想，無法從根源上第一時間排除問題。而此次提出的雷電定位監測技術對于雷電故障點位的分析更為科學合理，同時還可以借助該系統對雷電的分布以及發展規律等進行分析，幫助調度以及檢修人員等更為合理的開展線路排查工作，提升了線路運行穩定性，確保電力能源的可靠供應。未來隨著電力系統建設越來越完善，對于故障的監測以及預判等各個方面提出了更要的要求，而雷電定位監測技術相較于傳統技術實現了更大的進步與提升，具有非常廣闊的應用前景。