金属氧化物避雷器的雷击分析和仿真.docx

摘要：根据经验表明，抑制过电压需要使用避雷器，相比于其他类型的避雷器，作为金属氧化物避雷器核心部件的ZnO电阻片具有更加良好的特性，因而对避雷器的研讨有着重大意义。本文首先详细介绍了金属氧化物避雷器的动态伏安特性以及对伏安特性进行拟合的不同方法，介绍了金属氧化物避雷器在雷电流冲击下各种等效计算模型，深入阐述和分析了IEEE避雷器模型和Pinceti避雷器模型及两种模型参数的选取，对上述两种110kV避雷器模型在EMTP软件中仿真冲击，同时对比和详细分析两种模型的仿真数据与试验数据，比较总结了两种模型的不同之处，结果表明IEEE避雷器模型误差更小。利用指数函数拟合法分别对两个模型的仿真结果在MATLAB中进行伏安特性的拟合。此外，为了合理利用金属氧化物避雷器对线路的保护，需要对比不同雷电流冲击下MOA雷击失效概率，本文采用IEEE模型从避雷器能量吸收角度分析计算，通过对不同的接地电阻和避雷器失效概率的仿真与研究，可以得到接地电阻越大，避雷器失效概率越大的结论。

关键词：金属氧化物避雷器，电磁暂态计算程序，仿真模型，IEEE和Pinceti避雷器模型，避雷器失效概率

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论-1

1.1 金属氧化物避雷器的发展-1

1.2 本次课题的研究意义-2

1.3 论文主要的研究内容-2

第二章 金属氧化物避雷器的等效计算模型分析-4

2.1 避雷器的工作原理-4

2.2 避雷器的等效计算模型分析-4

2.2.1  IEEE避雷器等效电路-4

2.2.2  Pinceti避雷器等效电路-5

2.3  ATP-EMTP仿真软件-6

2.3.1  EMTP的基本介绍-6

2.3.2  EMTP的元件模型-7

2.3.3  ATPDraw简介-8

2.3.4  ATPDraw的基本操作-8

2.4 建立Pinceti模型-8

2.4.1 电路原理图-8

2.4.2 元件参数设置-9

2.5 建立IEEE模型-11

2.5.1 电路原理图-11

2.5.2 元件参数设置-11

2.6 在ATPDraw中仿真-14

2.6.1  Pinceti模型仿真-14

2.6.2  IEEE模型仿真-15

2.7 结果与分析-16

2.7.1  IEEE避雷器模型和Pinceti避雷器模型相同点-16

2.7.2  IEEE避雷器模型和Pinceti避雷器模型不同点-16

第三章 金属氧化物避雷器的伏安特性曲线-18

3.1 避雷器的伏安特性曲线-18

3.1.1 分段线性拟和-18

3.1.2 单指数及多指数拟和-18

3.1.3 线性与非线性混合模型拟和-19

3.2 伏安特性拟合-19

3.2.1  Pinceti模型的伏安特性拟合-19

3.2.3  IEEE模型的伏安特性拟合-19

第四章 避雷器失效概率分析-21

4.1 利用EMTP对IEEE模型进行仿真冲击-21

4.2 在MATLAB中仿真-22

4.2.1  MATLAB简介-22

4.2.2  MATLAB仿真步骤-23

4.3 计算避雷器的失效概率-24

第五章 设计总结-27

5.1 本次研究的总结-27

5.2 未来的展望-27

参考文献-29

致谢-31