500 kV GIS 变电站雷电侵入波波形分析

以某500 kV GIS变电站为研究对象,将变电站和GIS出线段看作一个整体,在国际通用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP中对变电站各个电气设备搭建雷电侵入波仿真模型,同时对避雷器的仿真模型进行了优化设计以满足现实避雷器的动作特性。仿真了在不同运行方式下,GIS内部雷电侵入波的实际情况,对比分析不同工况下侵入波的波形及其影响,并与实测的雷电侵入波进行比较证明了模型的准确性。     

1000kV GIS变电站避雷器配置研究

针对济南1000kV GIS变电站避雷器配置问题,基于电磁暂态计算程序EMTP建立了1000kV配电装置雷电侵入波过电压计算模型。利用该模型计算了1000kV配电装置在近远期规模下的雷电侵入波过电压水平,获得了不同设备上的雷电侵入波过电压波形,分析了不同避雷器配置下1000kV GIS设备上的雷电过电压幅值和折反射变化特性。最后,基于计算分析结果并结合规程要求提出了基于雷电侵入波过电压水平下的避雷器优化配置方案,为变电站优化设计提供了技术支撑。     

500kV GIS变电站雷电侵入波过电压分析研究

500 kV变电站在发生雷电侵入过电压时,雷电波将沿线路传入变电站,严重影响设备的绝缘水平.对金属氧化锌避雷器(MOA)的工作原理、特性以及建模进行了分析,以某500 kV GIS变电站为对象,利用ATP-EMTP(电磁暂态程序)对雷击侵入波过电压进行了仿真研究.计算了变电站进线落雷时GIS内部断路器、隔离开关、电压互感器、电抗器及出线套管和变压器上的雷电过电压,比较了MOA在不同位置和运行方式下的雷电过电压,分析了MOA的防雷效果.结果表明,雷击于#2和#3杆塔时站内电气设备上的过电压幅值最高可达1689.3 kV,通过合理位置加装MOA,过电压幅值降至625.2 kV.     

长电缆—GIS系统的侵入波过电压

采用三相-护层(外壳)-大地模型研究了110kV长电缆-GIS系统的侵入波过电压及绝缘配合。结果表明,对芯导体、护层(外壳)及大地之间联系紧密的长电缆-GIS系统,其耦合作用和大地影响不可忽视;电缆、GIS及主变的过电压水平随电缆长度增加而降低;过电压保护的关键在于限制电缆首端的过电压,电缆末端和GIS不需加装避雷器;可作为工程设计和制修订有关标准的参考依据。     

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 HGIS变电站雷电侵入波的计算分析

针对500 kV HGIS新型设备不断涌现,以往建立的变电站雷电侵入波计算模型需要改进的问题,采用HGIS新型设备的某500kV变电站,分析设备生产厂家提供的HGIS结构参数和试验参数,建立其雷电过电压计算模型,并结合以往采用常规设备变电站的设计经验,优化变电站雷电过电压计算方法,采用国际通用的EMTP电磁暂态仿真计算程序,对500kV HGIS变电站的雷电侵入波作了较为深入的计算分析和研究,提出了该工程针对雷电过电压500kV母线侧可不加装避雷器,出线侧需加装避雷器的配置方案,该研究可供变电站雷电过电压建模仿真计算参考。     

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。     

220kV GIS变电站避雷器设置

要有效限制变电站侵入波过电压,须安装并正确设置避雷器。文章介绍了220kV及以下电气设备的绝缘配合原则,分析了雷电过电压的特征;根据上海220kV GIS变电站避雷器的设置现状和相关规程规定,对上海220kV GIS变电站避雷器的正确设置进行了探讨。     

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。     

水力发电厂GIS升压站雷电侵入波阻碍电抗器研究

水力发电厂GIS升压站因场地限制,多采用长管道方式与户外场相连,在断路器开断时遭受雷击容易发生GIS内部件击穿事故。以某水力发电厂发生的雷电侵入波故障为分析对象,首先,采用电磁暂态分析软件ATP-EMTP建立升压站雷击分析模型,对断路器开断状态下的雷电侵入波过电压进行了量化计算,指出雷电侵入波故障原因;然后,对户外场加装避雷器和出线杆塔安装线路避雷器两种侵入波防治手段进行了有效性分析,指出常规防雷手段无法解决该水电站雷电侵入波防治问题;最后,提出了一种雷电侵入波阻碍电抗器设计思路,建立了该电抗器的分布参数模型,通过仿真计算验证了该防雷措施的有效性。所提供的防雷思路对雷电多发地区水电站GIS升压站防雷具有重要参考价值。     

高压电缆冲击特性长度计算研究

介绍了规程及典型设计中电气设施的绝缘特性、保护措施的有关规定,对高压电缆输电线路系统中电缆冲击特性长度概念进行了阐述,给出了冲击特性长度的计算公式,并用实例验证了公式的合理性与正确性,指出应针对不同的工程条件计算高压电缆的冲击特性长度,当电缆的实际长度小于冲击特性长度时,合理确定高压电缆的雷电冲击耐受电压峰值,并在电缆线路两端分别装设避雷器。     

线路避雷器在输电线路防雷中的应用及建议

分析线路避雷器在天生桥地区220 kV及以上交流线路防雷工作中的应用情况。通过查询雷电定位系统,统计天生桥地区雷电参数,总结、分析2001年以来该地区输电线路雷击跳闸情况,结果表明安装线路避雷器能有效降低线路雷击跳闸率,具有较好的防雷效果。根据运行经验及线路避雷器只对安装塔安装相有保护作用的特点,提出了线路避雷器安装选点和运行维护方面的建议。     

1 000 kV交流特高压GIS型和瓷套型金属氧化物避雷器的研发

文章较详细地介绍了1000kV交流特高压试验示范工程用GIS型和瓷套型金属氧化物避雷器（简称避雷器）产品的主要技术参数及廊坊电科院东芝避雷器有限公司对1000kV交流特高压避雷器的研发实绩。大容量电阻片、GIS型避雷器和瓷套型避雷器的研发工作都是在株式会社东芝相关技术的基础上进行的。大容量电阻片完全满足特高压GIS型和瓷套型避雷器要求，具有足够裕度，并已实际应用于500kV和750kV瓷套型避雷器。GIS型避雷器的电位分布解析结果与日本新榛名变电站使用避雷器的解析和实测结果都相当一致，满足技术协议要求。瓷套型避雷器属国际首创产品，应用了4项株式会社东芝具有实际运行业绩的关键技术，特别是减震技术（装置）大幅度减小了瓷套根部应力，从而满足抗震要求。最后初步探讨了试验的可行性和等价性．并给出相关建议。     

Line Arresters Application in Lightning Protection of High Voltage Substations with Non-standard Configuration

In this paper, application of gapless transmission line arresters (TLAs) in substation lightning protection is analyzed. Deterministic calculations in accordance with IEC 62305 are performed. Substations with non-standard configuration equipped with Gas Insulated Switchgear (GIS), long cables, and a direct cable connecting GIS and power transformer are considered. It is concluded that 220- and 400-kV substations lightning performance can be significantly improved by using TLAs at only one or two overhead line towers in front of the substation. In some cases, TLAs provide better lightning protection of power transformer than surge arresters installed in GIS. Positive effects of TLAs application are noticed both in the case of back-flashovers and in the case of shielding failures. TLAs energy stress increases with the decrease of the system rated voltage. Maximum estimated values in the analyzed substations are below 2.5 and 0.5 kJ/kVr for TLAs installed in 220- and 400-kV systems, respectively.     

输电线路多脉冲雷电响应探讨

架空输电线路在电力系统中作为用户与发电厂的连接枢纽,线路可靠防雷与安全运行尤为重要。分析由输电线路上测得的雷电数据,证实了多脉冲雷电的存在,统计并分析雷电波前时间、波尾时间、极性及幅值参数。电磁暂态仿真软件ATP-EMTP对多脉冲雷电、架空输电线路、杆塔、绝缘子串、避雷器建立仿真模型。仿真分别计算在线路是否安装避雷器时,在单脉冲和多脉冲下发生直击和反击时的响应情况。比较两种不同脉冲雷电下线路过电压的差别。仿真分析表明:避雷器能有效的限制雷电过电压的幅值,并且在多脉冲雷电冲击时,输电线路会出现更高的雷电过电压,且持续时间更长的现象,使其防雷形势更加严峻。     

变电站雷电侵入波保护的仿真分析

针对一220 KV变电站的雷电侵入波保护进行仿真分析.考虑变电站雷击过电压最严重的一线一变的运行方式,对近区和远区雷击(即考虑到雷直击于变电站入口处及变电站进线段2 km处),母线加设避雷器和不加设避雷器进行比较分析.结果表明近区雷击产生较高的过电压,母线装设避雷器能有效抑制过电压,满足绝缘要求.     

金属氧化物避雷器现状及发展趋势

文章介绍了国内外氧化锌（ZnO）非线性电阻片技术的发展过程及改良成果；避雷器电场设计技术的变迁，三维电场解析软件在避雷器设计中的应用；瓷套型避雷器、GIS型避雷器、复合外套型避雷器的技术进步；以及伴随ZnO电阻片性能的提高所带来的避雷器小型化、轻型化、高可靠性和长寿命。文章最后还介绍了IEC标准制定各个阶段的讨论重心、成果以及今后要解决的课题。     

发电厂直配线路防雷保护措施的研究

对发电厂直配线路的防雷保护现状进行了分析和探讨，对发电机的耐雷水平进行了讨论，对目前一些直配线路的防雷保护缺陷进行了分析，提出了用避雷器、电抗器和电缆联合配置的发电厂直配线路的综合防雷保护措施，并且对直配线路所用避雷器选型、安装和运行维护以及防雷装置的接地问题都提出了一些改进建议．     

外串联间隙线路避雷器在商丘电网中的应用分析

从解决同塔双回线路雷击同时跳闸和保障牵引站的供电可靠性方面,进行了充分调研、论证,采取将外串联（纯）间隙（金属氧化物）线路避雷器安装在输电线路的易击段作为防雷措施。具体分析了雷击线路跳闸的原因,讨论了高压送电线路的防雷措施,以及外串联间隙避雷器的保护原理、选用原则以及安装前的准备工作。结果表明：近年来,已安装外串联（纯）间隙（金属氧化物）线路避雷器的杆塔未发生雷击跳闸。