变电站雷电侵入过电压波形特征及其影响因素的仿真

为探讨变电站设备实际耐受的雷电冲击电压波形与标准雷电冲击电压波形的差异,对变电站雷电侵入过电压的波形特征及其影响因素进行了仿真研究。通过在电磁暂态计算程序(EMTP)中建立500 k V交流变电站–输电线路模型,并结合过电压形成的物理过程,分析了雷击类型、输电线路传输过程以及避雷器对雷电侵入过电压波形的影响。研究结果表明:受雷击工况、输电线路传输过程及避雷器等非线性设备的影响,变电站设备实际耐受的雷电侵入波形近似为平顶波,波前时间可达8μs,波尾时间最短仅为10μs,最长可达数百μs。严苛情况下,变电站设备在实际雷电侵入电压波形下的绝缘耐受水平低于标准雷电冲击试验值。该研究为进一步探讨雷电冲击试验标准的合理性奠定了基础。     

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。     

66kV变电站系统防雷与绝缘配合研究

以某变电站发生的雷击事故为例,以电磁暂态程序ATP-EM TP为计算平台,搭建了雷击输电线路雷电侵入波侵入变电站的计算模型。采用ATP-EM TP对站内各电气设备上可能出现的最大雷击过电压值进行了定量计算,分析了雷击造成事故的过程和输电线路绝缘变化对侵入变电站雷电过电压的影响,并提出了防雷改进措施。计算结果表明:输电线路绝缘变化对变电站内电气设备上的过电压幅值基本没有影响。     

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。     

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。     

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。     

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。     

广东地区变电站出线断路器侵入波过电压实时数字仿真分析

介绍广东地区变电站未安装出线避雷器前雷电侵入波事故概况,明确了必须加强出线断路器重合闸期间的侵入波保护,即应安装出线断路器前置避雷器.利用实时数字仿真器(real-time digital simulator,RTDS)分析变电站出线断路器开断期间雷电侵入波过电压,并对加强线路绝缘的影响以及出线避雷器的保护效果进行评估.计算结果表明:变电站装设出线避雷器后,即使大幅提高输电线路绝缘水平,也不会在出线断路器产生危险的雷电侵入波过电压,能有效地改善变电站防雷运行工况     

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。     

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。     

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。     

杆塔模型对特高压变电站反击波过电压的影响

杆塔的准确模拟对特高压变电站反击侵入波幅值影响很大,为使其模拟计算结果更准确,建立了集中电感、单波阻抗和多波阻抗3种1000kV杆塔模型;针对1000kV变电站不同的运行方式,计算分析了雷电反击侵入波。计算结果表明,不同的杆塔模型,其计算结果存在一定的差别;在特高压变电站的雷电侵入波计算中,宜采用多波阻抗模型。     

变电站避雷器配置有关问题的探讨

提出了在断路器进线侧安装避雷器，以防止断路器在分闸状态遭雷击引起闪络的建议；指出了在避雷器选择、试验及安装运行中应注意的问题。     

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。     

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。     

330 kV 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。     

降低1000kV变电站避雷器额定电压的可行性

为了优化绝缘配合,提高工程经济性,通过对特高压变电站金属氧化物避雷器(MOA)在不同系统过电压下吸收的最大能量的计算和对我国3个制造企业的MOA电阻片在荷电率为95%条件下的老化性能试验的分析,指出我国1 000kV变电站MOA的额定电压由828kV降低至804kV甚至更低(如780kV)是安全和可行的。额定电压降低至804kV或780kV,可使MOA保护水平分别降低2.9%或5.8%。变电站过电压水平随着MOA保护水平的降低而降低。通过对我国后续1 000kV输电工程变电站过电压计算表明,变电站雷电过电压水平和相地操作过电压可分别降低3%或5%,从而可以提高变电站绝缘安全裕度,或者降低绝缘水平,或降低对变电站进线段最大绕击电流的要求。同时通过对500kV和750kV系统MOA的额定电压进行分析,提出了其降低额定电压的建议。     

110kV氧化锌避雷器事故分析及防范措施

介绍并分析了杨潭变110kV母线A相氧化锌避雷器(MOA)运行中损坏的情况,根据存在的问题提出了建议,如在易遭雷击的线路杆塔装设线路型MOA,以减弱对变电所MOA的冲击。另外介绍了综合监测法发现的一起MOA异常的实例。     

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。