考虑波形起始点的特高压变电站雷电入侵过电压分析

变电站雷电入侵过电压是特高压输变电工程的重要课题。为研究工频电压对变电站雷电侵入波过电压的影响,考虑雷电入侵时刻工频电压的波形起始点对雷电入侵过电压的影响,以某1 000 kV特高压GIS变电站为例,采用电磁暂态仿真程序ATP/EMTP建模研究了不同波形起始点对应的雷电侵入波过电压,并根据波形起始点的分布概率,研究了雷电侵入波过电压的分布规律,提出以90°波形起始点为依据进行雷电侵入波过电压计算和绝缘配合的建议。     

500 kV变电站运行方式及工频相角对雷电侵入波过电压的影响

雷电侵入波过电压是对500kV变电站电气设备绝缘构成威胁的主要方式之一.选取典型500kV变电站,分析了杆塔与绝缘子的计算模型,并应用ATPDraw仿真软件计算500kV变电站运行方式与工频电压相角对雷电侵入渡过电压的影响.     

1000kV变电站雷电侵入波防护分析

在特高压防雷保护研究中,除了对雷击特高压输电线路的绝缘子闪络短路停运故障的研究,雷击特高压输电线路进线段时,传入变电站的雷电过电压波对变电站电气设备(特别是变压器)的危害研究也很有必要。这里将考虑绝缘子串参数、杆塔铁架雷电瞬态参数、杆塔冲击接地电阻、线路工频电压、雷击点位置等诸多因素影响,利用ATP-EMTP对1 000 kV变电站的雷电侵入波过电压在变电站电气设备(主要是变压器)上产生的过电压进行精确的计算分析,找出过电压的分布及变化规律,提出相应的雷电过电压保护措施,对电气设备的保护提供有价值的参考依据。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。     

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。     

1000kV变电站雷电入侵波仿真研究

本文将进线段和变电站结合起来,考虑输电线路的冲击电晕、工频电压对1000kV变电站雷电入侵波的影响。基于电晕伏库特性曲线,建立了冲击电晕的模型,运用ATP-EMTP仿真了1000kV GIS变电站的雷电入侵波,仿真结果表明:冲击电晕能降低入侵波的幅值和陡度,变电站内设备过电压幅值会降低;处于负半周的工频电压会增大过电压幅值,处于正半周的工频电压会减小过电压幅值。     

特高压GIS变电站雷电过电压防护研究

为综合研究避雷器配置方案对特高压GIS变电站雷电侵入波防护的经济性以及可靠性的影响,通过将某1 000 kV特高压GIS变电站进线段和变电站视为一体化模型,考虑雷击点、雷击方式、地面倾角等因素,采用国际通用暂态程序ATP-EMTP对不同避雷器配置方案、不同运行方式下变电站主要设备上雷电侵入波过电压进行计算研究。仿真结果表明:进线侧高抗和互感器共用一组避雷器、主变安装一组避雷器可以满足设备绝缘裕度要求,但保护裕度较低,可通过进线段优化进一步提高保护裕度;由于架空线路与GIS波阻抗的不对等而形成的过电压波的复杂折反射问题,雷击引起主变处过电压超过高压套管处过电压;相同条件下绕击出现概率以及在主变上产生的过电压幅值相对反击均较高;绕击上相导线产生过电压更加危险。因此,建议后续研究重视绕击防护。研究结果可为该站避雷器配置方案提供重要依据,对后续新建特高压交流变电站雷电过电压防护具有重要指导意义。     

特高压GIS变电站雷电侵入波过电压分析

针对特高压GIS变电站内雷电侵入波过电压问题,采用ATP-EMTP电磁暂态仿真程序,建立1 000kV GIS变电站的雷电过电压计算模型,通过对变电站内设备上最大过电压计算分析,验证变电站设备的绝缘裕度,进而确定并优化1 000kV GIS变电站避雷器的布置方案。     

110 kV绝缘杆塔输电线路雷电侵入波过电压研究

为充分发挥复合材料杆塔效能,研究取消架空地线和接地引下线,形成全绝缘杆塔;考虑绝缘杆塔失去原有泄流路径,雷电过电压沿导线传播可能危害到变电站设备,在进线段采用铁塔以增加雷电侵入波的泄流。通过ATPEMTP仿真计算110kV复合材料绝缘杆塔和进线段铁塔的耐雷水平,研究雷电侵入波对进线段铁塔及变电站设备的影响和在铁塔安装避雷器的必要性。结果表明:不安装避雷器时,110kV绝缘杆塔线路段由幅值9kA的雷电流造成的过电压可导致进线段铁塔闪络,传播至变电站的过电压幅值约800kV;在进线段两端铁塔三相安装线路避雷器,可有效抑制雷电侵入波过电压,进线段铁塔可耐受40~45kA雷电流侵入波过电压,同时110kV变电站内过电压低于300kV,满足规程要求。     

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。     

500kV HGIS变电站防雷保护配置研究

500 k V HGIS变电站在结构上和GIS变电站不同,站内电气设备的雷击过电压水平也会不同。因此,需要对500 k V HGIS变电站进行雷电侵入波过电压研究,以确保在雷电波侵入时,站内电气设备上的电压水平不超过其绝缘水平。以某500 k V HGIS变电站为例,考虑了多种运行方式、线路高抗、线路电晕等影响因素,采用国际上通用的仿真计算程序EMTP,建立了该变电站的雷击过电压仿真模型;并对不同运行方式下,该变电站雷电侵入波过电压水平进行了分析计算。根据仿真结果,提出了可能的雷击过电压保护方案,具有实际工程参考价值。     

架空线路感应雷过电压产生机理与计算方法

架空配电线路裸露在空气中,极易遭受雷击产生雷电过电压,导致线路保护装置跳闸甚至线路电气设备元件的损坏,从而造成供电中断,影响了广大用户的生产和生活。对配电网架空线路感应雷过电压产生机理进行了详细的探讨,提出静电感应分量是配电网线路感应雷过电压的主要构成部分。并研究了目前常见的计算雷击导线附近大地时架空线路感应雷过电压的HC/idalen模型,并通过仿真分析表明大地电导率对架空线路感应雷过电压有一定的影响。     

基于改进Agrawal模型和FDTD法的感应雷过电压算法

为了计算架空配电线路雷电感应过电压,利用Nucci提出的雷电回击通道模型(MTLE模型),计算雷电回击电流产生的空间电磁场,采用Cooray-Rubinstein公式计算大地电导率影响的水平电场分量,并改进Agrawal场线耦合模型,建立架空配电线路雷电感应过电压方程,基于时域有限差分(FDTD)法,计算10 kV架空线路的雷电感应过电压数值。结果表明,大地电导率对计算结果影响较大,大地电导率使线路上的感应电压幅值降低接近20 kV;不同回击传播速率也影响感应雷过电压的数值。定量计算雷电感应过电压,需要分析各种因素对计算感应雷击过电压的影响,完善计算方法,保障计算准确性,使理论与计算方法适用于实际的配电线路防雷设计,提供有价值的参考依据。     

一种非接触式架空输电线路过电压传感器

提出了一种用于高压架空输电线路过电压在线监测的非接触式传感器,通过架空输电线路与传感器之间的杂散电容和传感器分压电容形成电容分压器,获取架空输电线路的电压波形.采用串并联法对输电线路与传感器之间的杂散电容进行计算,得出了可用于指导工程设计的计算公式.分析了影响传感器精度的因素,并进行了传感器结构及抗干扰设计.工频和雷电冲击电压实验结果表明,该传感器具有很好的精度和线性度,满足过电压波形监测的精度要求.     

变电站微机保护和监控系统电源干扰及抑制

雷击浪涌是低压电源线中发生最频繁的干扰源之一。为研究雷击浪涌对变电站微机保护和监控系统电源的干扰,首先通过分析电源线中雷击浪涌的入侵途径,提出了雷击浪涌危害的主要原因。然后基于过电压保护和电磁兼容两个方面的考虑,提出了低压电源线及低压电子设备的保护措施:一方面,根据低压电源系统防雷保护存在的问题,提出了完善低压电源系统的保护措施;另一方面,根据雷击浪涌的频谱中包含低频能量和高频能量的这一特征,提出了将瞬态抑制与滤波技术相结合的措施,即采用压敏电阻(MOV)消除低频能量,采用L-C低通滤波器滤除高频能量,从而有效地抑制雷击浪涌干扰。     

10kV运行配电线路雷电感应过电压波形在线监测

雷电感应过电压是造成配电网故障的重要原因之一,针对雷电感应过电压波形特征不清晰的问题,作者采用过电压在线监测系统,对实际运行的佛山10kV富油甲线雷电感应过电压波形进行观测,根据波形特征给出了过电压的波形参数。结果表明,配电线路各相感应电压叠加在运行电压波形上,不同相上感应过电压与对应的回击电流在幅度、时间间隔和波形上都存在同时性,该线路观测的雷电感应电压波形表现为波头时间短、后续发生双极性高频振荡并逐渐转变为低频振荡的波形特点,首次回击感应过电压幅值大于后续回击过电压幅值,首次回击过电压的波头时间比后续过电压长,观测结果对于配电线路雷电保护具有重要意义。     

基于容性设备泄漏电流的电网电压分频测量方法分析

为优化电网过电压在线监测的测量技术,提出了一种基于测量容性设备泄漏电流的电网过电压的测量方法。该方法是使用2个不同磁导率的线圈分别获取容性设备泄漏电流中频率为30～3 000 Hz以及3kHz～1MHz的电流成分,经过积分滤波处理后将2路信号求和还原为线路电压。分析了泄漏电流与电压的传递函数,研究了电压传感器的工作原理及其影响因素。最终采用分频的方式实现了工频、操作冲击和雷电冲击过电压的测量。采用的电压传感器结构简单,与高压系统没有电气连接,具有很好的安全特性。工频、操作冲击和雷电冲击过电压试验结果表明设计的传感器具有很好的准确度和线性度,可以用于高压电网的电压测量。     

架空绝缘线路过电压保护技术的应用

为优选成本低、效果好的架空绝缘线的防雷技术措施,统计和比较了国内大量采取的过电压保护器和放电绝缘子2种架空绝缘线路防雷技术措施的防雷害应用效果。运行经验证实:线路安装过电压保护器或放电绝缘子等技术措施,可有效防止架空绝缘线路发生雷击断线事故和降低雷击导致线路开关跳闸概率,且安装方便,技术经济性较好。     

特高压输电线路的工频过电压研究

特高压输电线路中的过电压水平直接影响着设备的安全运行,本文以特高压试验工程为背景,结合国内外对特高压工频过电压的研究,利用电磁暂态计算程序ATP．EMTP分别仿真计算了特高压空载线路电容效应引起的工频过电压、单相接地故障过电压。分析了高压并联电抗器装设不同位置时对工频过电压的影响以及在高压并联电抗器补偿的基础上线路两端...     

MOV在不同介质中的雷电冲击特性

为较好实现MOV内部过电压新保护方法,试验研究了MOV在空气、变压器油和液氮3种绝缘介质中的雷电冲击响应特性,进一步运用ANSYS有限元软件仿真分析了液氮介质中MOV在遭受雷击时的热特性。试验结果表明,MOV在多种介质中有效限制了雷击过电压,利于保护并联于MOV后的设备器件,其中以液氮介质中限压效果最好,平均低于空气介质中约200V;ANSYS仿真结果表明,在MOV与液氮的接触面上存在局部气化并产生气泡的可能性,严重威胁到液氮绝缘介质的电击穿强度,基于此讨论了改善MOV表面热梯度分布,提出了避免液氮局部气化的方法,为MOV应用于超导设备内保护提供了参考。     

110kV变压器中性点雷击过电压分析

110kV电网在全国覆盖范围大,线路和变电站容易遭受雷击,雷电波沿输电线路侵入或直击变电站在变压器中性点上产生过电压,对中性点绝缘构成威胁,因此研究雷击下变压器中性点过电压表现特性及引入过电压保护设备后的限压效果具有实际意义。根据某110kV变电站接线情况,结合雷击过电压理论及110kV变压器中性点绝缘性能,利用电磁暂态分析程序ATP对雷击线路雷电波侵入变电站和雷直击变电站情况下变压器中性点过电压进行仿真,分析变压器中性点过电压值及引入氧化锌避雷器后限制过电压情况,提出了增大变压器中性点避雷器通流容量限制中性点雷击过电压的措施。