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。     

750 kV敞开式变电站和输电线路避雷器配置的优化研究

在电力系统中,避雷器的配置直接影响系统过电压和绝缘配合,对电力系统的安全稳定运行起着至关重要的作用。研究了750 kV变电站的避雷器配置对输电线路工频、操作过电压以及变电站设备节点上雷电侵入波过电压的影响,并校验了这些过电压情况下避雷器的动作负荷。根据计算结果,得出:将变电站避雷器统一配置为Y20W-600/1380型避雷器,设备的绝缘裕度和系统过电压满足要求,并均衡了避雷器的动作负荷;将变电站避雷器统一为Y20W-600/1421,仍然满足设备的绝缘裕度和系统过电压要求;通过调整设备间距和设备位置,可考虑将出线高压电抗器旁避雷器简化掉。     

架空线路转接电缆进线对GIS变电站雷电侵入波过电压的影响

GIS变电站采用架空电缆混联进线时,波过程更加复杂,需分析其侵入波过电压特性.采用ATP-EMTP软件,搭建了220 kV GIS变电站的110 kV侧电气模型与混联进线模型,对比了直击雷下架空进线与混联进线的侵入波过电压差异,分析了混联进线各因素的影响.GIS变电站采用混联进线时,地线终止于电缆终端塔,会增强过电压幅...     

基于先导闪络判据的变电站侵入波过电压的研究

变电站的雷电侵入波过电压与线路绝缘子串的闪络情况密切相关,文中基于ATP-EMTP,建立了500 kV变电站和进线段的雷电计算模型,研究了绝缘子串闪络判据对变电站雷电侵入波过电压的影响,校验了采用更符合线路实际运行情况的先导闪络判据时变电站的绝缘配合情况。研究结果表明:绕击情况下,绝缘子串采用先导闪络判据时变电站设备上的雷电过电压增大。其中距变电站1.5 km内,可能会对变电站设备产生威胁;而距离变电站1.5 km后,由于雷电波在传播过程的衰减和畸变,侵入波对变电站设备不构成威胁。为保证变电站的安全运行,应提高变电站进线段的防绕击措施。     

多雷地区升压站雷电侵入波保护的研究

对多雷地区升压站雷电侵入波过电压保护进行了研究,给出了不同运行方式下升压站内设备上的雷电过电压最大值,以及各设备绝缘水平选择和绝缘裕度。根据推荐的各设备绝缘水平,得出各设备的绝缘裕度可达15%～35%,验证了升压站耐雷的可靠性。计算结果可供发电厂变电站进行雷电侵入波保护设计时参考。     

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多雷区核电厂变电站雷电过电压仿真计算分析

雷电作为十大自然灾害之一,严重影响着电站的安全稳定运行,尤其是对于多雷区新投运的核电厂超高压变电站,有必要进行雷电侵入下设备节点过电压水平分析和绝缘校核。采用ATP-EMTP软件建立了500kV多雷区核电厂变电站的仿真模型,仿真计算了雷电波不同侵入方式、不同雷击点和变电站不同运行方式下站内关键设备上产生的雷电过电压,并进行了雷电冲击绝缘校核。结果表明:近区雷击时,雷击2号杆塔为最严重状态;在单变压器单母线单出线方式或单变压器单出线方式运行时,运行方式对变电站各设备过电压影响较小;在现有防护下,各关键设备能够耐受50年一遇的雷电冲击,并具有充足的保护裕度。     

出线侧避雷器对雷电侵入过电压影响研究

受变电站实际空间的限制,部分避雷器装设在变电站外的第一级杆塔上,在多重雷击下已造成多起事故。为研究该装设方式对站内热备用断路器等设备雷电侵入波过电压的影响,基于行波理论推导了考虑避雷器通过杆塔接地时的雷电侵入波过电压随设备与避雷器间电气距离的变化规律,进一步结合ATP-EMTP研究了工程实例中避雷器通过杆塔接地时的设备过电压规律。结果表明杆塔高度、杆塔波阻抗主要影响电气距离大于某一临界距离时的断路器断口过电压,杆塔接地电阻对断口过电压影响可以忽略。工程上可采取缩短电气距离、降低第一级杆塔高度、降低杆塔波阻抗等方式减小断口过电压。     

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。     

变电站二次系统防雷措施的探讨

变电站二次系统是电力系统的重要组成部分,但其耐雷水平低,雷电波侵入易导致二次设备的损坏,严重影响了电力系统的正常运行。分析了变电所二次系统防雷保护中存在的问题,探讨了雷电对微机保护、综合自动化系统的干扰方式和途径以及雷电流对二次系统的耦合方式,深入研究了二次系统防雷上存在的缺陷和不足,对二次系统防止雷电干扰提出改进措施:改变二次系统的接地方式,改善接地网电位分布,完善二次系统的屏蔽及安装电涌保护器等,提高了电力系统供电的可靠性。     

计及冲击电晕的输电线路雷电过电压影响因素研究

基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,在考虑了冲击电晕对雷电过电压影响的同时,研究雷电流波形与幅值、避雷线布置方式、杆塔塔型、导线布置方式(包括导线排列方式、导线分裂数)、接地电阻等因素变化时,杆塔塔顶或导线上雷电过电压的特点及其参数关系,用以找到各种情况下输电线路雷电过电压的关键影响因素。结果表明:冲击电晕对输电线路雷电过电压的影响很大;雷电流幅值与波形、杆塔塔型、接地电阻对输电线路的反击过电压有较大的影响;而雷电流幅值与波形、避雷线布置方式、导线分裂根数对输电线路的绕击过电压有较大的影响。     

胜利油田输电线路防雷的研究

针对胜利油田采油场用电设备采用配电型避雷器进行保护收效不理想的情况,对油田6kV及1140V线路的雷电过电压情况进行了分析及研究,认为在雷击线路时,会产生感应过电压,反击过电压和雷击导线过电压。感应过电压的耐雷水平约为86kA;反击过电压的耐雷水平约为(21￣28)kA;雷击导线过电压的耐雷水平约为2kA。提出通过架设线路型无间隙避雷器和线路型空气间隙避雷器来提高线路的耐雷水平,通过一个雷雨季节的验证,防雷效果十分明显。     

基于ATP仿真的变电站雷害事故改造研究

介绍了某煤炭企业35kV变电站雷击事故情况并系统分析雷害事故原因。根据雷击现场具体现象和变电站规格参数,对产生雷击的原因逐一进行数值计算分析,确定了是雷电侵入波所致,并提出了在变电站进线段架设避雷线作为保护装置、减小避雷器与变压器之间的电气距离等改造措施。通过电力系统电磁暂态仿真软件ATP-EMTP对变电站进线段架设避雷线前后雷电侵入波对变压器造成的最大冲击电压进行仿真,以验证改造措施的可行性。     

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。     

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。     

浅析变电站的雷电侵害与防治措施

本文就针对来自外部的雷电过电压,通过对侵入变电站雷电或过电压的分析,提出一系列设计、运行中需注意的问题。     

避雷线对高压架空配电线路雷电感应电压影响的分析

电力系统的电压等级对电力线路雷电过电压的产生起着决定作用。在架空配电线路中,直接或间接由雷击引起短暂的雷电过电压,可通过改变线路结构、安装避雷器和架设一根或多根避雷线来提高线路的耐雷水平,增加线路的临界冲击闪络电压。该文旨在分析雷击附近配电线路时避雷线对降低浪涌幅度的有效性的影响。创新性的通过缩比模型实验和计算机仿真,分析避雷线相对于每相导体的相对位置、避雷线的间距、接地电阻、雷电流的陡度以及雷电通道相对于接地点的相对位置等相关参数的组合对感应电压的影响,并用避雷线和相导体之间的电压Upg与在没有避雷线的情况下相线上的感应电压U′p的比值来表示避雷线的抑制作用,最后对仿真结果和实验结果作比较、分析。得出如上各个因素对不同情况下感应电压的影响。本文的研究结果将对以后高压配电线路的防雷起一定的指导意义,有重要的参考价值。     

高压输电线路和变电站雷电防护的现状与发展

综述了国内外各种防雷研究成果:分析了架设避雷线、降低杆塔接地电阻、安装线路避雷器等常规输电线路防雷措施的特点及局限性,介绍了新型输电线路结构、防雷保护间隙、可控放电避雷针等输电线路防雷新技术;论述了变电站直击雷防护和进线段保护的具体措施,以及站内重要电气设备如变压器、断路器、电抗器等的防雷保护,探讨了变电站接地网的降阻技术。指出输电线路和变电站的防雷是一个综合性课题,在防雷工程实践中,根据技术经济比较设计最适宜的综合防雷保护方案,以及进一步研究和完善适合于特殊地理环境的防雷新技术是今后的两个主要研究方向。     

高压单芯电缆工频运行下金属护套雷电冲击电压的仿真研究

为了研究高压单芯电缆金属护套冲击电压的影响因素,本研究用PSCAD/EMTDC建立220 kV架空线-高压单芯电缆线路模型并仿真雷电绕击架空线后沿线入侵电缆的波过程,在工频运行条件下,通过改变电缆接地方式、电缆参数以及雷电流参数,研究对金属护套雷电冲击电压幅值的降低作用。结果表明：其他条件相同时,采用首端接地方式的不接地点金属护套雷电冲击电压幅值比末端接地方式和交叉互联接地方式降低约90%;由于金属护套在交叉互联点发生换位,导致金属护套雷电冲击电压幅值最大相在第二个互联点处由侵入相变为非侵入相;通过改变电缆长度、分段均匀度以及排列方式等方法对金属护套雷电冲击电压的降低作用有限,仍需增设电压保护器加以限制;雷电流入侵电缆工频电压波谷时,能比入侵波峰时降低约80%的金属护套雷电冲击电压。     

特高压输电线路雷电屏蔽分析方法研究综述

雷击输电线路造成的故障是影响电网安全稳定运行的重要因素,雷电屏蔽性能的评估一直是输电线路设计论证过程中热点问题之一。近年来随着我国特高压工程的大力建设,由雷电屏蔽失效(绕击)引起的特高压输电线路故障频繁发生,特高压输电线路具有杆塔尺寸大、运行电压高、上行先导作用加剧等新特点,继续深入研究输电线路雷电屏蔽性能意义重大,而建立有效的雷击分析模型是准确评估输电线路雷电屏蔽性能的前提和关键。笔者梳理了目前常用的特高压输电线路雷电屏蔽分析方法研究现状及存在的问题,着重阐述了更具物理内涵的先导发展模型法,并探讨了特高压输电线路雷电屏蔽分析今后研究的侧重点,提出应加深特高压输电线路雷击微观物理机理研究,重视雷电放电以及大尺寸线路放电试验中关键物理参数的测量,不断修正和完善雷电屏蔽分析模型,为特高压输电线路的防雷设计和升级改造提供更有效的评估方法和技术支撑。