雷电定位监测技术电力系统中的应用研究

马 磊 石 涛 苏玉宗 何启明

宁夏中科天际防雷股份有限公司 宁夏 银川 750001

引言

随着我国用电负荷以及用电多样性需求越来越大，电网的规模也在不断的扩大。电网结构也逐渐呈现复杂化。电网对于自动化设备等监测精度有着非常高的要求。基于此，采用雷电定位检测激素，可以更为客观直接的显示当前线路所受到的雷击情况，并进行自动记录，以便于更为直观的发现雷击故障位置，引导设备检修人员进行现场抢修作业。除此之外，雷电定位监测技术的应用还可以为雷电活动等提供必要的参考依据，有利于更好的维护系统运行。

1 雷电定位监测技术原理分析

雷电是大自然中最为常见的气候现象，产生雷电的同时往往也会伴随着出现大量的电磁辐射信号。通过对雷电波信息的采集，随后进行分析处理，无疑可以准确的得到当前雷电的具体参数，包括雷电的具体位置等。当前，常见的用于雷电定位的技术主要分为定向定位以及时差定位两种。

1.1 定向定位技术分析 雷电产生过程中通常会向四周同时发射出很强的电磁波。对于这些电磁波则可以利用位于各个区域的监测站接收信号。同一时间段内，如若两个监测站都接受到了较为强烈的雷电电磁波信号，则可以据此分析得到雷电的方位角，从而依据三角定位原理得到雷电的具体袭击点。该技术原理相对简单，操作实现也比较方便，实际应用过程中几乎不存在任何死区情况，但实际探测的精度由于受限于电磁波以及监测站周边环境影响较大，故而定位时可能存在一定的偏差。

1.2 时差定位技术分析 该检测方法主要用于监测各个雷电电磁信号抵达各个监测站的时间差，并依据时间差从而得到雷击的具体位置信息。使用该方法进行雷电位置定位时，对于监测站中的时钟精度具有较高的要求。同定向定位技术相比，基于全球定位系统的高精度时钟往往可以实现比定向定位技术约五倍以上的定位精度。除此之外，时差定位技术对于监测站周边的环境要求也不高，可能造成的误差也主要集中在全球定位系统偏差以及雷电电磁信号传播过程中存在延时情况所致。

1.3 综合雷电定位技术分析 当前较为常用的雷电定位技术主要是指“定向与时差”定位技术结合，综合定位监测站不单单可以发现雷击具体发生的方位角度，同时也可以用于监测雷击辐射的电磁波的精度值，该方法主要用于对全部有效的数据进行监测收集，规避了方向误差以及无效时间相关数据，从而使得雷电定位偏差次数大大降低。

2 雷电定位监测技术应用分析

2.1 引导开展输电线路雷击故障点位的排查 毫无疑问，雷电定位技术可以更为准确的帮助确定雷击的具体位置，而这也正是该系统在电网调度运行中常见的使用形式。以前，如若输电线路存在雷击发生跳闸情况，需要依据调度的相关指令，由当地的线路的主要负责部门出动大量人员进行维护排查。实际排查工作也只是依据相对模糊的数据进行，排查人员需要逐个杆塔的查找故障位置，工作效率不高且需要耗费大量的时间。针对一些较为重要的故障线路等，还有可能存在延迟送电以及电网安全性不高等情况。借助雷电定位监测技术则可以在线路遭受雷击出现跳闸后，现场值守人员等依据定位系统则可以直接找出具体精确的跳闸时间以及定位，大大缩短了对故障的点位的排查时间，减轻了线路排查人员工作强度的同时也大大提升了工作进度。

2.2 引导判断线路跳闸雷击的关联性 就以往对电力系统的运行排查经验，大多将出现在雷雨天气但未能查找出明确故障位置线路跳闸原因等均纳为雷击故障所致。而这样的操作方式无疑制约了相关单位对真正的事故原因的排查，且存在的再次发生该事故的可能。而采用雷电定位监测技术则可以更好的判断由于雷击所导致的故障的可能性，以及确定并非雷击所致的可能性有多高，可以依据实际情况从而找出具体的故障点位以及分析得到事故的最终原因，并从根源上排查事故隐患。

2.3 引导开展系统雷击的运行方案 通过对大规模的数据库的积累与分析，可以大概的了解到当地的雷电的发生情况以及规律，从而针对性的开展防雷措施，指导线路运行有关单位科学性的对雷击密集区域以及线路的易受雷击区域进行必要的维护与管理，此外，可以为电力设计部门以及线路施工与厂站等提供必要的参照依据。

2.4 方式的优化与事故预想 基于整个系统所能接收到的雷电数据，调度员可以对雷电点位进行判断与分析，并及时了解雷电的走势与强度等基本参数。依据该情况，调度人员可以预先对电网运行模式进行必要的调整与完善，规避运行期间电网遭受不必要的雷击伤害，提升整个电网的运行经济性以及可靠性，在不改变电网运行方式的基础上，调度值班人员可以更好的完成雷击防护措施以及事故的预案分析，力图将雷击造成的伤害降低至最小值。

3 结束语

电能已经成为人们日常生活以及工作所必需的基础能源，如若电能供应存在问题则有可能导致无法估量的后果。雷电是电网运行过程中时常会遇到的事故类型之一，传统形式的雷电定位与检修工作往往需要耗费大量的时间，需要检修人员依据模糊的数据分析结果对线路进行排查，一方面检修耗时过长，部分地区可能需要面临长时间的停电情况，另一方面传统的检修模式检修效果也不理想，无法从根源上第一时间排除问题。而此次提出的雷电定位监测技术对于雷电故障点位的分析更为科学合理，同时还可以借助该系统对雷电的分布以及发展规律等进行分析，帮助调度以及检修人员等更为合理的开展线路排查工作，提升了线路运行稳定性，确保电力能源的可靠供应。未来随着电力系统建设越来越完善，对于故障的监测以及预判等各个方面提出了更要的要求，而雷电定位监测技术相较于传统技术实现了更大的进步与提升，具有非常广阔的应用前景。