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。     

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。     

500kV变电站雷电过电压仿真与分析

电力系统中500 kV变电站被称为电力系统运行的枢纽。当发生雷击时,会造成电压过高,致使变电站大面积停电,影响电网系统正常运行。为了提高电网运行的可靠性,通过电磁暂态仿真软件(ATP-EMTP)对某500 kV变电站雷电过电压进行仿真分析。考虑雷击位置的不同,比较变电站主变压器过电压值的大小;为寻求最佳防雷保护,研究杆塔接地电阻对主变压器过电压的影响。分别分析远雷区和近雷区杆塔电阻值对电气设备过电压的影响;研究主变侧安装避雷器对雷电过电压的抑制作用,并探讨避雷器与主变的距离对变电站的防护效果。仿真结果表明,雷击2号杆塔时主变压器的过电压值最高;改变近雷区杆塔接地电阻值对电气设备过电压值影响更大;综合考虑主变与避雷器的距离在50 m之内可有效保护变电站稳定运行。     

海上升压站主变避雷器雷电过电压保护距离研究

国内早期的海上升压站为主变室外布置,主变油枕易遭受雷击。通过分析避雷器保护距离产生的原因,借助ATP/EMTP电磁暂态仿真软件,建立了变压器雷击暂态模型,并结合工程实例分析了雷电流幅值及避雷器安装位置对站内设备过电压的影响。研究发现:雷击主变油枕,站内主要受影响的设备为主变压器,且避雷器的安装位置很大程度上影响着变压器上的雷电冲击过电压值。因此,文章对避雷器保护距离进行了进一步的研究分析,指出在进行海上升压站设计时,避雷器应尽量靠近主变压器安装。最后,通过参数拟合得出避雷器保护距离与雷电流幅值配合曲线及避雷器保护距离与平台接地电阻配合曲线,为海上升压站内避雷器的安装提供了参考依据。     

220kV变电站主变保护间隙击穿原因分析

郴州地区雷雨天气下,雷电波入侵变电站,主线路避雷器、变压器器中性点避雷器均未动作,唯独变压器保护间隙被击穿,从变压器间隙保护整定、复序网络图等效计算等角度分析造成主变跳闸的原因。     

绕击雷侵入波下1 100 kV电气设备的绝缘配合研究

用电气几何模型(A-W theory)和EMTP程序定量研究了中国特高压变电站设备的绝缘配合问题。与出厂雷电冲击试验电压波形不同,由绕击雷电侵入波在主变压器上产生的电压波形在波头有高频振荡且波尾时间长。考虑多重雷的绕击雷电侵入波,在线路入口安装瓷柱式避雷器和罐式避雷器可以更好地保护断路器和高抗。     

220kV变电站雷电侵入波仿真研究

220 kV线路雷电侵入波常造成变电设备损坏。运用ATP-EMTP仿真软件,对220 kV变电站雷电侵入过电压进行了仿真分析。仿真结果表明,因运行方式不当,母线设备失去避雷器保护,或避雷器保护距离过大时,雷电过电压将危及设备安全;因线路设计不周,近区强雷击时,将使变电设备出现危险的过电压。分析表明末端线路参数、母线运行方式、站内设备布局、以及近区雷击强度严重影响过电压水平。分析指出优化末端线路设计,降低杆塔接地电阻,调整站内设备布局,控制好母线运行方式,以及在进线侧加装氧化锌避雷器,是防控变电站雷电侵入过电压的有效措施。     

220kV AIS变电站避雷器至主变距离保护的研究

通过仿真分析,找出了在雷电侵入波下避雷器安装的位置与主变过电压分布规律,并得出了避雷器的最大保护距离.     

一起35kV变电站中性点空气击穿事故的分析与防范措施

雷击可造成35 kV系统事故。对上海市电力公司长兴供电公司所属35 kV红星变电站发生的一起中性点空气击穿事故进行了分析与计算,结果表明该变电站主变中性点接线桩头与A相接线排发生空气间隙击穿是由雷电波侵入主变,导致主变中性点电位升高所致。提出了加装中性点避雷器的防范措施,并对中性点避雷器的参数选择给出了建议。     

关于截波波形过零跨越系数的取值问题

由于雷电侵入波在变电站的避雷器与被保护设备之间振荡,或者由于雷电侵入波、穿越性雷击变电站而引起变电站绝缘闪络,都会在变电设备上产生截波电压作用。雷电冲击截波在具有绕组的设备(如电力变压器、电磁式电压互感器和分流电抗器等)纵绝缘上电压梯度分布极不均匀,对这类设备绝缘是严峻的考验。即使在超高压变电站,产生截波的这些条件仍然是存在的。因此,具有绕组的变电设备毫无疑问必须进行截波试验。     

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。     

35 kV变电站雷电侵入波特性的仿真与分析

为考察低压配电网中变电站雷电侵入波特性,用ATP-EMTP仿真计算了雷击35 kV变电站进线段时站内设备的过电压值。仿真结果表明:随着进线段杆塔高度的增加、冲击接地电阻的增大以及避雷器与被保护设备间距离的增长,设备所遭受的过电压值随之增大。仿真结果可供低压配电网变电站进线段设计参考。     

220kV变电站进线防雷措施的完善

通过对一起变电站雷电侵入波造成站内断路器损坏案例的阐述,对输电线路和变电站的防雷保护进行分析,提出完善线路防雷保护的措施。文中讨论了在合适的地点加装线路避雷器,以及线路避雷器的安装方式和运行注意事项,以减少雷电灾害对电网安全稳定运行的影响。     

330kV GIS变电站雷电过电压仿真研究

通过使用电磁暂态程序(ATP-EMTP),对某330 kV GIS变电站雷电过电压进行仿真,对母线避雷器的配置进行计算讨论。在对暂态过程进行分析计算的基础上,得出了该330 kV GIS变电站母线上不需要配置避雷器的结论,仿真结果验证了该方案的安全可靠性。     

500kV变电站雷电波侵入过电压建模与分析

500 kV变电站在电网中占有重要的地位,如若因为雷电波侵入导致站内电气设备的损坏将造成巨大的经济损失,甚至引发电网瓦解或者大规模停电。文中根据湖南省岳阳市某500 kV变电站的资料,使用ATP-EMTP软件搭建变电站仿真模型来研究变电站雷电侵入波过电压防护的弱点。通过将进线段和变电站看为一个整体,建立合适的变电站设备、雷电流、杆塔、绝缘子闪络、电晕、输电线路、氧化锌避雷器等模型。进行计算分析使结果更符合实际,从而提出合理的避雷器布置方案,对变电站雷电过电压防护设计具有参考价值。     

一起220kV SF_6断路器爆炸事故的原因分析及仿真计算

针对广东500 kV北郊站220 kV北石乙线开关爆炸事故,利用ATP-EMTP软件进行了仿真计算,计算结果表明:事故可能是由连续雷击造成的,北郊变电站的输电线进线段不设防(未装避雷器)是重要原因之一,北郊变电站线路侧无避雷器保护,断路器在开关断开的情况下难以抵御雷电侵入波,因而造成北郊变电站断路器发生爆炸。     

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。     

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和220kV变压器中性点雷电过电压仿真与分析

为了更好地对110 kV和220 kV变压器中性点保护的绝缘配合进行参数整定,得到中性点处的实际过电压情况,文中考虑了入侵变电所的雷电波幅值和陡度受到变电所进线段保护时的限制作用,建立了变压器在雷电过电压下的绕组仿真模型,并通过ATP-EMTP软件对变压器中性点受到线路上的入侵雷电波作用时的实际过电压情况进行仿真,结果表明:无论变压器中性点处是否接有避雷器,其实际过电压波形与用作中性点处整定参考的标准雷电波的波形有很大差异,这也是导致中性点处避雷器和间隙绝缘配合失调的主要原因之一。     

ZnO避雷器发生故障的判断方法

通过对110kV云冈变电站1号主变110kV侧避雷器发生烧损故障的分析，指出该型号避雷器发生故障的原因，提出发生故障的判断方法。