500 kV升压站雷电反击侵入波过电压的影响因素研究

为了合理选择变电站雷电侵入波过电压的防护措施,基于正交设计试验方法及ATP-EMTP仿真计算,以某500 kV变电站为例,研究了反击侵入波过电压各主要影响因素的影响程度（用显著性水平F值来衡量）及部分影响因素的敏感水平区间。计算结果表明,系统运行方式、1号至0号杆塔距离、TV（电容式电压互感器）装设情况、避雷器至设备距离、雷击点位置以及杆塔冲击接地电阻的显著性水平F值之比为5.56∶ 2.13∶1.00∶4.64∶24.58∶7.58;将杆塔冲击接地电阻由10 Ω降至5 Ω,控制1号至0号杆塔距离为200 m左右,加强进线段0~900 m的防雷击保护,可显著降低反击侵入波过电压水平。     

1000 kV GIS变电站雷电过电压影响因素分析

采用ATP-EMTP软件建立1 000 kV GIS变电站仿真模型,分析了1 000 kV GIS变电站远近区冲击接地电阻、避雷器配置、雷击杆塔位置以及雷电流陡度对其雷击侵入波过电压的影响。仿真研究表明,雷电流反击杆塔与雷电流直击杆塔两种情况下,杆塔接地电阻的变化对于站内设备过电压影响不同;主变上配置避雷器的防雷水平高于出线处配置避雷器的防雷水平;当杆塔雷击位置变化时,其雷电入侵过电压也会随之变化;当雷电流的陡度系数越大时,主变上产生的过电压也会越大。     

影响近区雷击侵入波过电压的因素

介绍近区雷击侵入波过电压的几个影响因素,如档距、杆塔冲击接地电阻以及绝缘子串的放电时间,采用电磁暂态分析软件PSCAD/EMTDC对某220kV变电站进行计算和分析。研究表明,在雷电侵入波过电压计算中,不能以雷击1号塔代表近区雷击,至少还应计算雷击2号塔和3号塔。     

线路反击绝缘子短尾波分析及试验回路设计

雷击是架空输电线路跳闸的主要原因,而基于标准雷电冲击下的绝缘子闪络判据应用于反击时有一定的局限性。为此在开展基于线路反击短尾波的仿真与试验研究中,基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件建立了110 k V同塔双回鼓形塔的雷电反击模型,并仿真分析了雷击塔顶时杆塔呼高、接地电阻以及雷电流模型(双指数波、Heidler波等)对绝缘子两端短尾波波形电压的影响;基于现有冲击发生器设计了满足不同短尾波参数的短尾波冲击试验回路,并开展了试验研究。仿真结果表明,呼高较高时短尾波波头时间较短;接地电阻减小时短尾波峰值、波头和波尾时间都明显减小;而Heidler波与双指数波反击时产生的短尾波波形差异较大;绝缘子短尾波波头时间在0.2~2.0μs之间,波尾时间基本集中于5~10μs之间。试验结果显示,绝缘子的正负极性短尾波冲击U50%比标准雷电冲击U50%大约25%~30%,表明短尾波与标准波冲击下闪络判据差异较大故对反击耐雷水平的计算结果有着重要影响。后续将进一步开展闪络判据、海拔校正方法以及空气间隙雷击物理机理研究。     

500kV变电站雷电过电压的仿真研究

将500 kV变电站和进线段结合起来,考虑远近区杆塔冲击接地电阻、进线段冲击电晕、雷击点与变电站的距离等影响因素,采用EMTP-ATP对500 kV变电站的雷电侵入波过电压进行了仿真研究.研究表明,冲击电晕、近区杆塔接地电阻对雷电过电压的大小有较大的影响;当设备过电压较严重时,母线上增装一组避雷器可有效降低雷电过电压;...     

500 kV架空线路雷电过电压与冲击接地电阻关系

为考虑雷击架空输电线路后,雷电流在避雷线、杆塔、接地网和土壤中的动态散流过程,建立了输电线路-杆塔-接地网一体化雷电全波电磁暂态模型,计算冲击接地电阻和反击过电压。基于全波电磁暂态模型,从冲击接地的概念出发,将土壤电阻率、雷电流波前时间和幅值对输电线路的影响直接反映在雷电过电压上,对雷电过电压与冲击接地电阻计算公式进行拟合。研究表明：波前时间减小和土壤电阻率增大均会使冲击接地电阻值与雷电过电压增大。不考虑火花效应时的冲击接地电阻值与雷电流幅值无关,雷电过电压随雷电流呈正比例增大。在进行接地网设计时,应考虑能使雷电过电压值下降的接地网射线的有效长度。     

500kV变电站雷击保护的建模分析

笔者利用国际先进的图形化电磁暂态计算程序ATPDraw3.5进行500kV变电站雷击过电压的建模研究。在研究时将变电站和进线段结合起来,考虑雷击点的近雷区和远雷区、雷击杆塔绝缘子串冲击伏秒特性、线路上的感应过电压、工频过电压和进线段杆塔冲击接地电阻等因素的影响,从而对雷电侵入波系统进行建模分析。这为防护雷电过电压、保护电气设备提供了有价值的参考依据,为高压变电所雷击保护研究分析提供了有效的方法。     

抽水蓄能电站雷电侵入波保护的数值仿真

采用PSCAD／EMTDC程序计算分析了江苏抽水蓄能电站500kV变电站雷电侵入波保护的效果，考虑了不同运行方式、不同雷击点的情况，还计算分析了杆塔冲击接地电阻、避雷器的布置及参数对保护效果的影响。计算结果表明，该工程的雷电侵入波保护避雷器的配置和接线方式可以满足安全可靠性的要求。     

某220kV变电站防雷保护仿真分析

利用ATP-EMTP仿真计算分析某220kV变电站遭受雷电波侵入时,分别在运行方式、杆塔冲击接地电阻、雷击点与变电站的距离、避雷器的保护方式以及避雷器与保护设备之间距离不同的情况下,雷电过电压对设备的影响;提出在主变避雷器前串联电感,以抑制雷电侵入波的陡度,保护主变纵绝缘的方法。     

750kV银川东变电站330kV线路雷电侵入波过电压分析

采用PSCAD/EMTDC程序计算分析了西北电网兰州东-银川东输变电工程750kV银川东变电站330kV线路雷电侵入波过电压保护,考虑了不同运行方式、不同雷击点的情况,还计算分析了杆塔冲击接地电阻、避雷器的布置及参数对保护效果的影响.结果表明,该工程的雷电侵入波保护避雷器的配置和接线方式满足安全可靠性的要求.     

基于柔性直流的±10kV配电网雷电侵入波过电压仿真

基于柔性直流的配电系统因方便新能源接入等各种优点而成为国内外的研究热点,过电压及防护是其重要研究方向之一。为此,针对某基于柔性直流的±10kV配电网开展了雷电侵入波过电压及防护措施研究。首先,依据±10kV配电网主接线形式分析换流器在雷电侵入波下高频模型的建模方法,并基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真程序建立交/直流侧雷电侵入波过电压仿真模型。其次,仿真分析了雷电流直击导线和雷击塔顶反击时换流器内各设备雷电过电压分布及影响因素,并对比分析杆塔侧加装L型避雷器对各设备雷电过电压的限制作用。仿真结果表明:交/直流侧不配置L型避雷器雷直击导线、反击塔顶时换流器承受最大雷电流幅值分别为50 k A/34 k A和28 k A/32 k A,而配置L型避雷器后交/直流侧承受最大雷电流幅值提高至75 k A。最后,根据交/直流侧雷电侵入波在各设备上形成的最大过电压,校核避雷器配置方案并确定关键设备的雷电冲击绝缘水平。计算结果表明:直流侧开关场设备、直流电抗器及交流侧联接变压器雷电冲击绝缘水平取为60kV,而直流侧母线上设备、直流侧联接变压器雷电冲击绝缘水平取为40kV。     

500 kV GIS变电站雷电过电压保护研究

将500 kV GIS变电站和进线段结合起来,考虑绝缘子串冲击伏秒特性、进线段冲击电晕、远近区杆塔冲击接地电阻、落雷点等因素的影响,采用ATP-EMTP对500 kV GIS变电站的雷电侵入波过电压进行了研究。研究表明,冲击电晕、近区杆塔接地电阻对雷电过电压有很大的影响;雷击最靠近变电所终端"门"形塔的杆塔时,过电压有可能不是最严重的;当设备过电压较严重时,母线上增装一组避雷器能有效降低过电压。该研究思路兼顾安全和经济两方面,可为工程提供新的参考。     

特高压变电站雷电侵入波的计算分析

为研究雷电侵入波过电压对特高压变电站及电力系统安全运行的影响,针对典型特高压GIS变电站的设计接线方式,利用ATP-EMTP对雷电侵入波在站内电气设备上产生的过电压水平及影响因素进行了分析研究。计算结果表明:变电站运行方式、雷击点、冲击杆塔接地电阻及主变压器与避雷器间的电气距离等均不同程度地影响站内设备的过电压水平;特高压变电站较高幅值的雷电侵入波过电压主要来自进线段近区绕击,主变压器的最大绕击过电压可达1924.2kV;在初始避雷器保护方案基础上,将主变压器与避雷器的电气距离设置在15m内、出线高抗与避雷器间的电气距离设置在10m内可提高设备的保护裕度。     

500kV输电线路反击耐雷水平影响因素的研究

500kV输电线路已成为我国的主干输电网络,发生故障将造成巨大的国民经济影响;雷击是造成超高压输电线路跳闸的主要原因,对输电线路的反击耐雷水平进行仿真分析,根据仿真结果采取经济可靠的防雷措施提高输电线路的耐雷水平意义重大。基于ATP-EMTP仿真法,用电流源模拟雷电流、集中参数阻抗元件模拟雷电主放电通道,基于相交法建立绝缘子串闪络模型,建立了考虑接地体火花效应的杆塔冲击接地电阻模型和单一波阻抗杆塔模型。仿真结果分析表明:线路反击耐雷水平与雷电流陡度成反比;与冲击接地电阻成反比,在实际的防雷保护中应尽量降低杆塔的接地电阻;工作电压和避雷线的架设方式都对其反击耐雷水平的影响较大,工作电压对其反击耐雷水平的影响与雷击发生时工作电压的相角有关,采用双避雷线时反击耐雷水平较采用单根避雷线有显著的提高,且采用正保护角时反击耐雷水平比采用负保护角时高。     

云广±800 kV特高压直流输电线路耐雷性能研究

国内外运行经验表明,雷击是造成输电线路跳闸的主要原因。基于杆塔的多波阻抗模型和基于先导发展的雷电屏蔽模型,分析了云广±800 kV特高压直流输电线路的反击、绕击耐雷性能及其影响因素。结果表明：随着杆塔高度的降低,冲击接地电阻的减小,线路反击性能增强;随着保护角的减小,地面倾角的减小,海拔的降低,线路雷电屏蔽性能增强;引起特高压输电线路雷击故障的主要因素是雷电绕击,建议特高压输电线路采用负保护角运行。     

750kVGIS变电站雷电侵入波过电压的研究

为使模拟计算结果更接近实际,需要研究雷电侵入波过电压计算模型的误差及影响因素,基于输电线路的伏库特性,用简单的电路模型模拟输电线路电晕特性,建立了集中电感、单波阻和多波阻3种杆塔模型;研究了电晕效应对雷电过电压及杆塔模型对变电站雷电侵入波过电压计算结果的影响。利用EMTP计算雷击塔顶和绕击输电线路2种雷击方式下750kVGIS变电站内断路器、电流互感器及变压器等设备雷电侵入波过电压的结果表明,冲击电晕使雷电侵入波产生很大的衰减和变形,和不考虑电晕所得过电压幅值相差约5%;3种杆塔模型算得的结果相差近10%;GIS出线方式等其它因素对过电压值也有较大的影响。     

融冰绝缘地线对变电站雷电过电压的影响

地线直流融冰采用了全线绝缘化设计,而地线绝缘化设计将对变电站雷电过电压产生影响。以500 kV融冰绝缘地线为例,介绍了融冰绝缘地线架设方式,采用 ATP-EMTP 软件建立500 kV变电站雷电侵入波过电压模型,分析了融冰绝缘地线架设对500 kV变电站雷电过电压的影响,总结了雷击点位置、杆塔接地电阻、避雷器配置方案对变电站设备雷电过电压的影响规律。研究结果表明：融冰绝缘地线架设对变电站设备最大过电压影响很小;雷击杆塔离变电站越近,变电站高压设备产生的过电压越大;母线避雷器对变电站设备保护效果较好,雷电侵入波产生的最大过电压下降较多;杆塔接地电阻越小,变电站设备最大过电压越小。其结论对涉及融冰绝缘地线变电站具有一定的参考价值。     

110kV输电线路雷击事件分析及防范措施

110 kV莆红佳线自2009年投运以来累计发生雷击跳闸故障10起,虽然均重合闸成功,但对电网的安全稳定运行造成了重大威胁.针对该线路在接地电阻合格,且架设了0°保护角避雷线的情况下,遭受异常雷击的原因进行理论分析.经分析可知,该线路遭受雷击主要与雷电陡度、导线对雷电的吸引力等原因有关.为此提出了一种新型的灭弧防雷间隙,该间隙防雷效果不受电网电阻、雷电陡度、雷电吸引力等因素影响,可以降低异常雷击事故发生概率.     

机场冷热电联供系统雷电侵入波特性仿真分析

分布式冷热电联供（DES/CCHP）将是未来电网研究的一个新方向。随着冷热电联供系统规模、容量的增大,以及并网运行,系统安全运行问题日益凸显,其中雷电侵入波成为影响联供站安全、稳定运行的重要因素。分析了某大型民用机场的冷热电联供系统电气结构,然后,利用电磁暂态分析软件（ATP/EMTP）对该系统遭受雷电波入侵后在联供站电气设备上产生的过电压进行仿真计算,分析了不同雷击点、不同冲击接地电阻和避雷器安装位置等因素对雷电侵入波过电压的影响,并提出了在低压设备侧加装避雷器的解决方案,为改善联供站防雷设计提供参考。     

基于蒙特卡罗法的500kV同杆双回线路雷电反击跳闸率计算和分析

针对雷击现象随机性大的特点,选用蒙特卡罗法并结合电气几何模型和行波法对500 kV同杆双回线路的雷电反击跳闸率进行计算.利用电气几何模型计算绕击率,并分析了接地电阻、绝缘配合等因素对杆塔雷电反击跳闸率的影响.计算结果表明,随着接地电阻的增大,雷电反击跳闸率随之升高;不平衡绝缘较之平衡绝缘对双回线路同时跳闸率的抑制效果更明显;对于同杆双回输电线路,其导线排列相序对反击跳闸率也有影响,不应忽略.