500kV变电站雷电过电压仿真计算研究

雷电侵入波过电压是变电站发生事故的主要原因之一,500 kV的变电站是电力系统的枢纽,一旦发生雷击事故,必然造成大面积停电,引起严重后果。选择适合的雷电流,输电线路,杆塔,避雷器等的模型,通过ATP-Draw仿真软件对500 kV变电站进行准确的仿真计算,并考虑雷击点位置,杆塔的冲击接地电阻,主变侧避雷器的保护距离等影响因素,通过仿真我们可以发现,近区雷击危害最大;杆塔冲击接地电阻应当尽量减小;主变侧避雷器的保护距离应尽量减小;条件允许的话可以在主变侧加装避雷器以提高保护效果等。这些关系和相应的保护措施对实际工程应用尤其是对变电站防雷和避雷器的应用有一定参考价值。     

10kV配电线路雷电感应过电压分布特性计算研究

配电线路的绝缘水平较低,线路易受雷击影响产生雷电过电压进而导致闪络等故障,由雷电感应过电压导致的故障占线路故障总数的90%以上。本文研究了一种仿真计算配电线路雷电感应过电压的方法并分析了6种不同因素对配电线路雷电感应过电压的影响。为计算雷电感应过电压,本文选择TL模型作为雷电通道模型,选择Agrawal模型作为场线耦合模型,根据所选数学模型在ATP-EMTP中搭建出仿真模型对雷电感应过电压进行仿真计算,结果表明:雷击点距线路中点最近时线路中点雷电感应过电压是线路最大雷电感应过电压。通过仿真时改变影响因素的数值得到,雷电感应过电压幅值随雷电流幅值的增大而增大,随雷电回击速度的增大而增大,随雷击点到线路距离的增大而减小,随雷电流波头时间的增大而减小,随线路高度的增大而增大,随土壤电导率的增大而减小。研究结果对配网雷电防护具有实际工程意义。     

基于ATP-EMTP仿真分析的配电变压器雷电过电压防护方案研究

配电变压器是重要的电力转换设备,其安全可靠运行影响着配电网的供电质量。雷击造成的感应过电压是造成配电变压器故障的主要原因之一,目前我国大部分地区只重视在配电变压器高压侧安装避雷器,但这并不能起到有效的防护作用。本文建立了配电变压器的模型,在ATPEMTP中对雷电感应过电压侵入配电变压器进行仿真,得到高压绕组中性点和低压绕组是防护的薄弱点,并对低压侧加装避雷器、改善接地电阻、高压侧加装电感这3种防护措施进行仿真分析和效果评估。结果显示:在低压侧加装避雷器可以较大提升配电变压器的雷电防护能力,辅以改善接地电阻和加装电感能够进一步提升防护效果,本文最后对防护方案的整体经济效益进行简要分析,对配电变压器的雷电方案防护设计具有指导意义。     

500kV升压站雷电侵入波过电压影响因素分析

雷电侵入波过电压是500 k V敞开式升压站雷害事故的主要原因。用ATP-EMTP软件对某500 k V升压站雷电侵入波过电压进行计算分析,研究了雷击点位置、杆塔冲击接地电阻、避雷器至主变距离、电缆进线型号以及冲击电晕对雷电侵入波过电压的影响规律,计算了500 k V电缆进线升压站避雷器的保护距离。研究表明:降低杆塔冲击接地电阻并非总是可以降低侵入波过电压,对于各基杆塔,存在一个最有效的降阻区间;冲击电晕对500 k V升压站雷电侵入波过电压影响显著,且对于不同设备及在不同运行方式下,其影响也不同。     

超高压变电站雷电过电压现场实测与仿真计算

简述了电力系统过电压问题的研究方法:TNA具有直观性,实测具有真实性,仿真计算具有灵活性。为研究某超高压变电站雷电过电压与绝缘配合问题,用低压冲击波进行了时间比例尺、阻抗比例尺均为1的现场试验,且用ATP-EMTP仿真计算了设备上的雷电侵入波过电压。试验结果表明,一线一变、一线两变两种运行方式下,降压实测与ATP-EMTP仿真计算结果基本一致,说明将实测与计算结合起来是一种分析此类问题很好的方法。     

220kV高海拔变电站出线段采用500kV线路降压运行时的雷电侵入波过电压

笔者依托于某实际工程,计算了220 kV高海拔变电站出线段采用500 kV线路降压运行时站内设备上的雷电反击侵入波过电压,与采用常规220 kV出线的变电站相比,出线段采用500 kV线路降压运行时各设备上的雷电侵入波过电压更高,其中线路高抗上的过电压超过了其内绝缘保证强度;计算了采用不同避雷器配置方案进行保护时高抗上...     

110kV海底电缆-架空线雷击过电压分析

海底电缆(以下简称海缆)敷设于海底,遭受雷电流侵入后维修难度大,为了研究雷电侵入波对海缆的影响,笔者通过对某岛架空线路-海缆的雷击过电压的分析,使用ATP-EMTP对该混合线路进行了仿真研究,计算了架空线路-海缆不同工况下的雷击过电压.对影响雷击过电压的海缆长度,海缆的布置方式,以及海缆的型号等因素进行了分析验证,结果...     

陕西地区雷电参数统计与配网雷电过电压研究

为了研究陕西省雷电地闪次数的时空分布以及雷电流幅值的变化特征,为防雷工程设计提供参考,根据陕西省2012-2017年雷电定位系统监测的相关数据对该地区雷电参数进行了统计分析。同时,为了了解配电线路感应雷过电压的影响因素,采用MODELS语言结合ATP软件,进行了感应雷过电压影响因素仿真分析。结果表明:陕西省地闪2017年约有21万余次落雷,整体呈现南北部地闪密度高,中部地闪密度低的趋势;雷暴天气主要集中在7、8月,中值电流为32 kA,雷电流幅值在16～40 kA的比例较大;感应雷过电压随着雷电流幅值的增加而增加,同时雷击点位置和杆塔高度也对感应雷过电压有较大影响。     

35kV变电站电缆护套过电压保护研究

分析了一起雷电波入侵电缆造成护套保护器损坏的原因,运用ATP-EMTP搭建了雷电侵入波作用下架空线与电缆相连(包括母线侧的各种电器设备)的简化模型。通过仿真计算,电缆护层末端接地和首端直接接地两种接地形式下的过电压分别为10kV和9.3kV,选出适合的国产保护器型号为Y5WC-5/13.5。     

750kV敞开式变电站雷电侵入波过电压的研究

以某750kV敞开式变电站为例,建立了同杆双回架空进线方式的AIS系统模型;研究了雷电侵入波过电压计算模型的误差及其影响因素,采用ATP对雷电侵入波过电压进行了计算。结果表明,①三种杆塔模型计算结果相差近7%,最好采用多波阻杆塔模型,以免造成较大误差;②当杆塔冲击接地电阻在10Ω以上时,MOA上的残压急剧上升,对设备的安全运行造成较大威胁;③变电站接地电阻对过电压值影响不大;④地面倾角增大,变电站内部各设备的过电压值及流过MOA的最大电流也随之增加,山区线路防雷尤为重要。     

500kV GIS变电站雷电侵入波保护方案及波形分析

针对雷击输电线路引起站内电气设备产生过电压的问题,提出了四种不同的保护方案,通过ATP软件仿真,对站内变压器、电抗器、CVT及GIS入口各方案下的电压进行保护裕度和经济性分析,得出在进线入口处装一组敞开式避雷器,和在单元主变压器附近装设一组封闭式避雷器,可以有效降低雷电侵入波过电压;利用分形理论对各方案下变压器的电压波形进行分形维数和Kolmogorov熵的比较,得出K熵与保护裕度之间存在正相关性;提出利用分形学波形特征可进行保护方案的选择,即当P≥Pi时,符合设计要求。     

10kV配电变压器雷电防护的研究

配电变压器绝缘水平较低,易遭受雷电侵害,其安全性对配电系统稳定可靠运行具有十分重要的意义。基于散射参数测量法,测量并进行数据处理获得配变的阻抗幅频特性,根据谐振理论构建了宽频数学模型并引入数学算法对模型参数进行优化。通过调研某地区10kV配电线路实际运行中配电变压器的雷击损坏情况,发现了配电变压器中性点绝缘较为薄弱,现有雷电防护措施不能对其进行有效的保护这一问题。利用已建模型,通过在ATP-EMTP中对这一问题进行理论分析与仿真计算,提出了在配电变压器高压侧中性点加装避雷器,降低配电变压器接地电阻以及加装电抗器及电缆3种改进的雷电防护措施,并在ATP-EMTP中对改进措施进行仿真验证,证明了所提方法的有效性。     

变电站连接高电压等级输电线路的雷电性能研究

以一个典型的巴楚220 kV开关站接入750 kV线路工程为例,采用EMTP程序计算了雷电侵入波过电压水平,确定了变电站避雷器配置方案,并选择了站内设备的绝缘水平。     

500kV变电站并联电抗器雷电侵入波仿真研究

将500kV变电站和进线段结合起来,在变压器安全的前提下选择不同的金属氧化物避雷器安装位置对电抗器进行保护。采用ATPDraw对雷电波及变电站进行仿真,并结合MATLAB对仿真结果进行计算。结果表明,在电抗器前和主变设置避雷器比在进线入口设置能更有效地防止雷电侵入波对电抗器及变电站内其他设备的危害。     

改善杆塔波阻抗对110kV输电线路雷击过电压的影响

杆塔波阻抗是引起输电线路发生反击闪络的一个重要因素.本研究从降低杆塔波阻抗的角度出发,提出了增设拉线减小杆塔波阻抗,进而提升线路耐雷水平的方法,并建立了拉线、杆塔、输电线路、绝缘子、避雷器EMTP仿真模型,研究了工作电压、拉线、接地电阻、避雷器安装方式对线路耐雷水平的影响,以及拉线与避雷器相互配合的防雷效果.结果表明:...     

特高压直流极线与接地极线路同杆架设 雷电过电压特性分析

直流系统接地极线路与高压极线同杆走线是近年来直流系统设计中倾向于采用的一种布置方式。此种方式下,接地极线路与高压极线之间存在电磁耦合,相比高压极线与接地极线路单独架设方式,同杆后防雷状况将复杂化。为了对接地极线路与高压极线同杆架设防雷性能进行分析并与分别走线情况进行对比,本文利用电磁暂态分析软件ATP-EMTP建立了仿真模型,分别对单独走线和同杆走线方式下特高压直流极线和接地极线路的防雷性能进行了计算和比较。研究表明:同杆架设后,接地极线路雷击跳闸率将显著增加,需要提高接地极线路的外绝缘配置。本文分析结论为直流工程同杆走线方式下高压极线和接地极线路的防雷设计提供了重要参考。     

500kV变电站二次设备雷击暂态过电压仿真研究

分析超高压变电站二次系统遭受雷击的主要途径,并介绍了其损害机理。在这些机理基础上,针对雷电波不同途径入侵二次设备的情形,建立了等效模型,并进行了初步计算。以南方某500kV变电站电磁环境为例进行了建模,运用电磁暂态过电压软件(ATP)进行了仿真分析,得到如下结论:变电站二次系统线路中串接防雷模块后,电子设备两端的电压能快速减小到1V左右;在接地阻抗较大和变电站电磁环境较强的环境中,电子器件和通讯设施两端的电压远大于承受电压。最后针对目前500kV变电站防雷措施,提出了一些改进意见。     

客运专线牵引变电所雷电过电压保护方案研究

主要研究了客运专线220 kV牵引变电所进线侧和馈线侧雷电过电压保护方案,基于ATP-EMTP软件建立牵引变电所雷电过电压仿真模型,对各种避雷器设置方案进行了仿真分析。通过仿真分析选择了最佳的避雷器设置方案,即进线侧在跨条两侧和变压器前均设置一组避雷器,馈线侧在电缆与接触网连接处和GIS开关柜内均设置一组避雷器。     

1000kV GIS变电站雷电过电压保护计算

首先建立了计及雷电流陡度、冲击电晕、工频电压与连续先导影响的1 000 k V GIS变电站ATP-EMTP模型,在此基础上,对1 000 k V GIS变电站本期与终期的雷电反击引起的过电压进行仿真分析,发现本期工程的避雷器配置方案并不能满足终期过电压防护要求,为此,对终期工程,在本期设置基础上又配置了满足终期工程的方案:即在每一进线高抗处安装一组避雷器、每台变压器处安装一组避雷器、1母线首端46 m和末端74 m处分别加一组避雷器、2母线首端78 m和末端46 m处分别加一组避雷器。