基于500 kV变电站的直击雷防护设计比较

折线法被广泛应用于500 k V交流变电站的直击雷防护,滚球法主要用于换流站。但根据中国南方电网有限公司规范要求,500 k V保底变电站应采用滚球法进行直击雷防护,与通用作法不同。在分析两种算法的计算原理基础上,并以500 k V保底变电站为例,分别采用折线法、滚球法进行整站与分区域的防雷保护范围计算,并分析比较两种方法的差异及原因。最后基于500 k V保底变电站,总结折线法、滚球法的应用经验,提出了防雷设计建议。     

光伏电站直击雷防护设计

按照新颁布实施的《光伏发电站防雷技术规程》标准中直击雷防护要求,基于电气几何法接闪器的保护范围计算公式,提出了利用滚球法计算直击雷保护范围,由画图法验证有效保护范围的设计方法,并通过实例分析验证,3年的运行实践表明,该方案能够有效保护光伏电站,为防直击雷设计提供了依据。     

高压直流换流站直击雷防护设计及应用

雷电对电力系统的危害很大,高压直流换流站对雷电的防护问题值得高度关注。介绍国内外高压直流换流站或变电站普遍使用的直击雷防护设计方法,如固定角度法,经验曲线法以及电气几何模型法(EGM)。结合高压直流换流站所处的区域特点和以往的工程经验,给出了各区域直击雷防护设计方法,并指出了若避雷针(线)与被保护设备配合不恰当,可能导致较高的防雷失效率。     

基于滚球法的变电站直击雷防护设计

针对折线法用于变电站直击雷防护存在着一些不足,基于滚球法原理,提出了以计算多支避雷针保护时最小滚球半径值为基础的防雷设计方法。该方法依据滚球立体几何模型,建立空间坐标系,求解方程组得出最小滚球半径值,计算介于最小滚球半径值对应的雷电流以及设备所能承受的雷电流两者之间的雷电流概率,结合该地区年平均雷暴日确定设备的雷击故障率。运用该方法对计算实例进行了分析,结果表明了该方法具有可行性。     

多支不规则布置等高避雷针联合保护安全性的研究分析

结合典型算例对多支不规则布置等高避雷针联合保护范围的确定方法进行了研究分析,细致说明了滚球法在计算多针联合保护范围时的应用,同时通过对折线法和滚球法确定的保护范围的对比,指出了当前发变电站基于折线法的防直击雷保护设计可能存在安全隐患。     

计及设备运行电压的特高压换流站直击雷防护设计方法

随着输电电压等级的提高,现有的避雷针保护范围计算方法逐渐显现出局限性,在对避雷针(线)保护理论分析的基础上,结合电气几何模型和先导传播模型,提出一种新型特高压换流站(变电站)的直击雷防护设计方法,该方法结合特高压换流站(变电站)内的设备避雷器设置情况,计算出设备所能承受的最大雷击电流,同时计及各个设备的高度和运行电压,并据此分别计算避雷针和被保护设备的击距。采用该方法对换流站进行直击雷防护设计,既能防护大的雷电流绕击到设备上,也能确保发生小雷电流绕击过电压在设备绝缘承受范围之内。同时,该方法可以降低避雷针的平均高度,减小避雷针的雷击率,有利于防护雷电造成的特高压换流站(变电站)的电磁干扰。     

±800kV特高压直流开关场内避雷线间距分析

特高压直流开关场内设备对雷电流的耐受能力弱,因此对直流换流站的直击雷防护应采取比交流变电站更为严格的措施。针对此问题,采用雷电通道的分形模型分析了避雷针的保护范围,存在小电流绕击直流场设备的可能性,建议采用密集布置的平行避雷线对直流场内的设备进行保护。为了确定合理可靠的避雷线间距,根据站内设备耐受雷电流能力的不同,采用折线法、滚球法、先导发展法及分形方法等分区域对避雷线的保护间距进行了计算,分析比较了各种方法的分析结果,并提出了±800 kV特高压直流场内不同区域的避雷线间距推荐值,分析结果已用于我国向家坝-上海及锦屏-苏南±800 kV特高压直流场的避雷线设计。     

基于先导传播模型的化工户外装置区排放设施接闪器保护范围研究

本文通过对化工户外装置区排放设施的特殊性、雷击风险和防雷现状分析,提出直击雷防护设计步骤,并对接闪器保护范围计算的两种电气-几何模型进行对比和分析,从而得出一个结论,即先导传播模型理论对化工户外排放设施的直击雷保护范围计算更加有效可靠。另外,还通过借鉴电力线路保护角的几何计算法,给出保护范围的作图法。     

110kV以上电压等级变电站避雷针折线法与滚球法保护半径对比分析

根据国家相关规范的要求,探讨了变电站采用折线法和滚球法对变电站一次进线及室外电气设备防直击雷保护的差距,可为电力系统的防雷减灾工作提供科学依据。     

基于滚球法的35kV模块化变电站直击雷防护设计

以滚球法为基础,阐述了单支避雷针、双针等高、三针不等高保护范围计算的数学模型;针对模块化变电布置灵活性,提出防雷设计中的关键点,简化了变电站防直击雷设计过程;最后将滚球法应用到35 kV模块化变电站防直击雷设计中,弥补了模块化变电站布置的自由性可能带来的防雷安全漏洞。     

涪江大跨越雷电性能研究

采用规程法、电气几何模型(EGM)和先导发展模型算法对"±500 kV宝鸡换流站-德阳换流站直流线路"涪江大跨越的绕击闪络率进行了计算。在电气几何模型算法中,采用了随杆塔高度变化的击距系数β,以暴露弧为0时对应的雷电流作为雷电的最大绕击电流。分析了地线保护角对绕击闪络率的影响,结果表明,绕击闪络率随保护角的减小而减小。对涪江大跨越的雷电性能的分析计算方法可以做为国内同类大跨越线路防雷设计的参考。     

复杂地形输电线路绕击耐雷性能计算方法的改进

绕击耐雷性能是评价输电线路雷击特性的重要指标.在电气几何模型的基础上,以悬链线方程为依据,研究了沿线路方向上任一截面的导、地线与杆塔处导、地线的高度差及该截面对应的保护角的计算方法,结合任一截面的海拔高度给出了新的绕击耐雷性能的计算方法.以两个算列显示了笔者给出的计算方法在实际工程中的应用.根据计算结果分析了单档距地形...     

1000kV特高压变电站防雷保护和设备绝缘水平

结合我国1000kV晋东南—荆门—南阳试验示范工程系统过电压的计算结果,论述了绝缘配合方法的原理,推荐了本工程变电站的设备绝缘水平。同时对我国已运行的500kV和750kV变电站的直击雷设计和运行经验进行了总结分析,并对1000kV特高压变电站直击雷防护中存在的一些特殊设计问题进行了计算研究,推荐了1000kV变电站对直击雷的防护方法。还对晋东南变电站、南阳开关站和荆门变电站雷电侵入波进行了模拟计算,计算出各种运行方式下变电站开关站的安全运行指标,并根据计算推荐了确保每个变电站安全运行年(1500～2000a)时的避雷器保护方案。     

电气几何模型对500kV变电站雷电侵入波风险评估的影响

为研究电气几何模型对500kV变电站雷电侵入波风险评估的影响,本文分析并比对了以往国内外提出的各类电气几何模型,针对某典型500kV变电站雷电侵入波模型,采用Matlab编程结合变电站ATP-EMTP过电压模型;分别计算了在不同电气几何模型下,雷电流幅值分布、进线段杆塔高度与杆塔接地电阻对变电站内主变平均故障间隔时间(MeanTimeBetweenFailure,MTBF)的影响。此研究结果可供对500kV变电站雷电过电压与绝缘配合进行设计、评估时参考。     

Electromagnetic interference and shielding of valve hall in HVDC converter station

The electromagnetic interference (EMI) from the valve hall as an important consideration in the design of high voltage direct current (HVDC) converter stations is analyzed by electromagnetic field numerical method and measurements. By using moment method, the EMI filed strength level as well as radio interference level (RIL) of the valve hall during the normal operation are computed after an antenna model is built for the valve tower. According to the character of EMI obtained, the practical shielding measures for valve hall are discussed to satisfy the relative standards. The test results for the ±500 kV converter station show that both the numerical method and shielding technique used in this paper are practical.     

同塔双回输电线路导地线布置对架空地线感应电流的影响

输电线路架空地线逐基接地时存在感应电流和电能损耗,目前对架空地线感应电流数值大小和影响机制的研究较少,对架空地线损耗问题重视不足。以某双回线路为例进行了架空地线感应电流现场实测和ATP-EMTP数值计算,计算了不同线路长度、档距、导地线型号、导地线空间布置等输电线路结构参数对架空地线感应电流和电能损耗的影响。计算结果表明:线路起始段(长度小于9 km)时架空地线感应电流随着线路长度增大而增大;不同档距和导线型号通过导线弧垂变化影响架空地线感应电流和电能损耗;地线感应电流和电能损耗随着导地线空间距离增大而减小,随导地线高度变化明显,导线相间距和地线间距影响小。     

风电机组过电压保护与防雷接地设计

迄今我国尚无风电系统过电压保护和防雷接地的国家标准或行业标准,为了促进风电行业的快速发展,通过理论分析并结合工程实际,给出了风电系统中风电机组过电压保护体系和实现。该体系主要考虑直击雷保护、感应雷保护、接地装置、机组配套升压设备保护等内容,并结合风电工程实例,系统地阐述了风电系统中风电机组的过电压保护及防雷接地的方案设计及其实现,满足了工程的实际需要,对风力发电和风电场设计具有较好的指导意义。     

应用改进的电气几何模型分析500 kV同塔双回输电线路雷电绕击性能

利用电气几何模型(electro-geometric model,EGM)分析超高压及以下电压等级的输电线路雷电绕击性能时,因没有考虑风速以及周围植被的影响,取得的结果与运行经验不一致,针对此,提出改进的EGM,进一步分析风速的变化、击距系数对线路和绕击跳闸率的影响。结果表明:随着杆塔高度的增加,绕击跳闸率增加;当地面倾角增大时,绕击跳闸率呈非线性上升,地面倾角小于15°时对绕击率的影响不大,地面倾角大于15°时绕击率呈倍数增加;当风速小于5 m/s时,其对线路的绕击率的影响不大,当风速大于5m/s时绕击率明显增加。最后得出结论,在分析500kV同杆双回线路耐雷性能时应该考虑风速、周围植被的影响,才能使分析结果更符合实际情况。     

±500 kV 宜华直流输电线路雷电性能评估研究

宜华线±500 kV 直流输电线路具有塔身高、引雷面积大、易遭雷击的特点,需对其防雷性能进行科学的评估.文章采用改进的电气几何模型,计算了±500 kV 超高压直流输电线路的绕击闪络率,并利用 EMTP 建立并分析了反击耐雷性能研究模型,计算结果表明各种极线布置方式的绕击耐雷性能和反击耐雷性能存在差异,其中极线排列方式、地面倾角、保护角、杆塔高度和结构等因素对线路雷电性能有显著的影响