一种特高压交流输电线路冲击电晕的改进模型

在变电站设备雷电绝缘裕度设计中,忽略输电线路上冲击电晕引起的雷电侵入波的衰减畸变,使得电气设备雷电绝缘裕度的要求过严,加之冲击电晕对特高压输电线路绕击耐雷水平计算值也有很大影响,这都让特高压输电线路上冲击电晕效应的研究显得很有必要。笔者提出了一种既考虑避雷线上电晕和起晕导线间耦合作用,又考虑输电线路与大地间电晕电容分布特点的多导线冲击电晕模型,该模型更符合冲击电晕放电的实际情况。同时,建立了计及上述电晕模型的特高压交流线路的雷电绕击仿真电路。结果表明,冲击电晕会对线路上的波过程产生影响,使雷电过电压波的幅值和陡度发生衰减和波形,从而提高了线路绕击耐雷水平的计算值。     

基于电晕笼的导线操作冲击电晕特性试验研究

随着电力系统的电压等级逐渐升高,操作过电压对输变电设备的绝缘水平影响越来越大,如何对输电线路操作过电压精确计算,使设备的绝缘设计更为合理广受关注。目前计算线路操作过电压中都忽略了导线的冲击电晕会对操作过电压产生明显的衰减畸变影响,计算结果往往过于保守。在中国特高压交流试验基地进行的试验对电力系统常用的导线进行了操作冲击电晕试验,获得了相应的导线冲击电晕伏库特性曲线。试验结果表明,导线参数对起晕电压影响较大。长波头操作冲击产生的空间电荷量比标准操作冲击更大,而正极性冲击电晕比负极性电晕更为激烈。基于试验结果,建议在输电线路中安装选相合闸断路器的,利用断路器的开断使线路的操作过电压都为正极性的,从而利用正极性冲击电晕降低线路操作过电压值。     

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。     

冲击电晕模型下的1000kV输电线路雷电过电压分析

1000k V输电线路的雷害事故是造成输电线路跳闸的重要原因,因此对特高压输电线路进行雷电过电压研究是十分必要的。在我国变电站的绝缘裕度设计中,忽略了输电线路上的冲击电晕是影响雷电波衰减和变形的一项重要因素,从而使得对电气设备的绝缘要求过严。本文采用国际通用的电磁暂态程序ATP-EMTP程序对雷击下的1000k V输电线路的不同电晕模型进行仿真,并探讨改进的电晕模型,计算结果为1000k V特高压输电线路的的防雷设计和运行提供了参考。     

1000kV变电站雷电入侵波仿真研究

本文将进线段和变电站结合起来,考虑输电线路的冲击电晕、工频电压对1000kV变电站雷电入侵波的影响。基于电晕伏库特性曲线,建立了冲击电晕的模型,运用ATP-EMTP仿真了1000kV GIS变电站的雷电入侵波,仿真结果表明:冲击电晕能降低入侵波的幅值和陡度,变电站内设备过电压幅值会降低;处于负半周的工频电压会增大过电压幅值,处于正半周的工频电压会减小过电压幅值。     

特高压交流输变电工程设备的电晕试验

为了解特高压级交流输电系统工程设备的电晕特性,针对晋东南—荆门1000 kV级交流输变电示范工程,研究了1000kV交流输变电工程设备电极电晕试验的方案,并利用武汉特高压试验线段开展了特高压设备及设备用典型均压环可见电晕模拟试验研究,1000kV级分裂耐热扩径软导线及分裂导线、管型母线、线路典型均压环和绝缘子串起晕电压的试验。试验获得了特高压输变电工程设备的电晕参数及导线起晕电压与布置高度的关系即起晕电压与布置高度成正比,可为特高压工程建设提供设计参考依据。     

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。     

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。     

空气温度对电晕笼中导线直流电晕特性的影响

为研究空气温度对导线直流电晕特性的影响,建立了导线直流电晕特性测试系统,定义了导线的起晕电压,在人工气候室内,测量了不同空气温度下电晕笼中导线的起晕电压、电晕电流、可听噪声水平等特征量,获得了空气温度对导线电晕特性的影响规律。试验结果表明:导线的起晕电压随空气温度的升高大致呈线性下降趋势;导线电晕电流在起晕后随空气温度的升高大致呈线性上升趋势;负极性导线电晕可听噪声水平随空气温度的升高而上升,且电压越高上升幅度越大;由于赫姆斯坦辉光过程的存在,正极性导线电晕可听噪声水平的空气温度修正系数在不同的电压时有不同的表现,并据此对我国特高压直流输电线路的工程设计提出了建议。     

湿度对电晕笼中导线直流电晕特性的影响

为研究湿度对导线直流电晕特性的影响,建立了导线电晕特性测试系统。在人工气候室内,测量了不同湿度下电晕笼中导线的起晕电压和电晕可听噪声水平等特征量,获得了湿度对导线电晕特性的影响规律,并对我国特高压直流输电线路工程的设计提出了建议。