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。     

特高压输电线路雷电过电压的分类识别方法

特高压交流输电以输送容量大和功耗小等优点成为了我国电网发展的方向。但由于输送距离长,线路走廊和离地高度大等原因,线路遭受雷击的概率大,因此雷击过电压将是影响特高压电网运行安全的重要原因之一。根据1000 kV电网的线路和杆塔特点,用ATP-EMTP软件对线路上出现的感应雷、反击和绕击雷过电压进行了仿真,并分析了这3种过电压的波形差别:发生感应雷击时,过电压同时作用于三相中,且相间电压的相似度大;发生直击雷时,相间电压的相似度小于感应雷过电压,且反击和绕击过电压的初始行波差异较大。根据这些特征,引入小波能谱矩阵相似度的概念,依此系数的大小识别感应雷过电压和直击雷过电压;在此基础上,对电压初始行波进行小波变换,根据模极大值的极性以及避雷器的持续放电时间识别反击与绕击过电压。该方法的理论基础比较直观,大量的暂态仿真结果和实测波形验证了该方法在识别不同故障条件下的雷击过电压时的可靠性和有效性。     

特高压交流系统合闸过电压特点研究

由于特高压交流系统采用高阻抗电源,长距离线路和大功率输电的方式,其合闸过电压出现了一些与其他电压等级合闸过电压不同的特性,在系统研究特高压合闸过电压的基础上,对这些新特点进行了深入研究,研究表明,单回线路的合空线过电压一般高于单相重合闸过电压,但在长距离、大功率输电时,后者可能更为严重,应引起重视;在电源容量较小时,双回线路-回运行情况下另一回线路进行合空线操作时,其过电压往往较高,应重点限制;双回线路的单相重合闸过电压与小电抗的取值密切相关,故小电抗取值应在各种运行方式下进行综合选择.此外,特高压交流系统通常应采用合闸电阻限制合闸过电压,且较长线路宜采用较低阻值,较短线路宜采用较高阻值.     

特高压交流系统合闸过电压特点研究

由于特高压交流系统采用高阻抗电源、长距离线路和大功率输电的方式,其合闸过电压出现了一些与其他电压等级合闸过电压不同的特性,在系统研究特高压合闸过电压的基础上,对这些新特点进行了深入研究。研究表明,单回线路的合空线过电压一般高于单相重合闸过电压,但在长距离、大功率输电时,后者可能更为严重,应引起重视;在电源容量较小时,双回线路一回运行情况下另一回线路进行合空线操作时,其过电压往往较高,应重点限制;双回线路的单相重合闸过电压与小电抗的取值密切相关,故小电抗取值应在各种运行方式下进行综合选择。此外,特高压交流系统通常应采用合闸电阻限制合闸过电压,且较长线路宜采用较低阻值,较短线路宜采用较高阻值。     

交流电网的过电压保护与绝缘配合问题简述

正确处理电网中各个电气设备的绝缘水平和运行中设备绝缘上可能出现的各种电压(过电压)之间的关系，是绝缘配合所要解决的问题，是关系到电网建设以及安全、经济运行的重要问题。本就该问题所涉及的基本内容作简要的阐述。     

电网内部过电压及其防护

电网内运行的各种电气设备，有时会在并无雷闪放电情况下遭受损坏。究其原因：一是设备绝缘老化等原因出现故障；二是短时间作用于设备上的电压可能超过设备最高工作电压，若此电压已高到超过该设备所具     

特高压GIS变电站雷电侵入波过电压分析

针对特高压GIS变电站内雷电侵入波过电压问题,采用ATP-EMTP电磁暂态仿真程序,建立1 000kV GIS变电站的雷电过电压计算模型,通过对变电站内设备上最大过电压计算分析,验证变电站设备的绝缘裕度,进而确定并优化1 000kV GIS变电站避雷器的布置方案。     

特高压交流线路工频过电压研究

特高压线路由于输电距离长、输送容量大、充电功率大,其工频过电压比超高压系统更为严重,但具体计算条件有些仍不够明确。在计算分析单、双回特高压线路工频过电压的基础上,从不同角度对各种工频过电压进行了对比研究,确定了单、双回特高压线路过电压研究中应重点考虑的工频过电压种类,并从原理上给出了解释。研究表明,单回线路应重点考虑单相接地甩负荷过电压,同塔双回线路应重点考虑单回运行方式下单相接地甩负荷过电压和双回无故障甩负荷过电压。     

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     

线路雷电过电压的绝缘配合

从杆塔的间隙圆图入手分析风偏角计算和风速的分析，计算了空气间隙的雷电闪络率，从而得出空气间隙存有较大裕度是发生雷电过电压时间隙不易闪络的主要原因，建议雷电设计风速采用等值计算风速，并给出了计算等值风速的数学模型。     

计及工频电压的特高压变电站雷电侵入波过电压分析

线路的工频电压越高对雷电侵入波过电压的影响就越大,我国现行的计算雷电侵入波过电压的规程都没有考虑线路的工频电压。为了研究计及工频电压的特高压变电站侵入波过电压,基于淮南1000kV特高压GIS变电站,采用电磁暂态计算程序PSCAD/EMTDC建模并研究了不同的工频电压对变电站雷电侵入波过电压的影响。结果显示,工频电压对雷电侵入波过电压的影响显著。因此,提出了3种考虑工频电压的计算方法:均匀分布法、正态分布法和比例法,由3种计算方法得到的统计过电压的值分别为2364、2459、2271kV。通过比较可知,比例法是一种较为合理的方法,推荐电力系统采用比例法设计特高压变电站的绝缘水平。     

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。     

特高压交流输电线路串联补偿合闸操作过电压研究

采用串联补偿能够有效地提高特高压交流输电线路的输电能力和系统的稳定性,但同时也会影响输电线路的电压特性。以中国特高压交流示范工程为背景,采用电磁暂态计算程序ATP-EMTP,对含有串联补偿装置的特高压交流输电线路的合闸操作过电压进行了计算分析。计算结果表明:加装串联补偿电容器可以降低操作过电压;串联补偿电容器的位置越靠近线路首端限压效果越好,其补偿度越大限压效果越好;采用相应的限压措施,可以将空载线路合闸过电压和单相重合闸过电压分别限制在1.34 p.u.和1.36 p.u.。     

交流特高压输电线路的工频过电压及其抑制

随着传输距离的进一步增加和传输容量的增大,特高压工频过电压问题更加严重,抑制措施较难实施。对特高压工频过电压进行简要分析并介绍其影响因素。提出采用快速励磁式磁控电抗器抑制特高压工频过电压的方法,并对快速励磁式磁控电抗器的结构进行介绍。指出采用固定电抗和快速磁控电抗器串联的方式来对特高压系统进行补偿,并对补偿效果进行了全面数值仿真计算,结果表明特高压系统的工频过电压能够限制在一个较稳定水平。此外,通过动态调节其无功容量还可以非常有效地稳定线路电压,在特高压系统中的应用前景广阔。     

自动气象站雷电过电压防护

分析了自动气象站的雷电过电压强度、入侵途径及危害,探讨了用接地防反击、屏蔽抗电磁干扰、多级重点保护电源、加装通信线路保护器和传感器采集器以及采用电位均衡连接等方法来防护雷电灾害,保证自动气象站正常有效的工作。     

特高压输电线路过电压及抑制保护控制

在特高压研究中,过电压的研究是其他课题研究的前提和基础,是能否采用特高压输电的关键问题之一。特高压输电线过电压有外部过电压和内部过电压。与雷电过电压产生原因单一不同的是,内部过电压因产生原因、发展过程、影响因素的多样化而具有种类繁多、机理各异的特点。特高压系统的工频过电压除与超高压系统有相似之处外,其输送容量更大、距离更远、线路的充电功率更大。为了降低特高压电气设备的绝缘水平,必须降低工频过电压。由于操作过电压与系统的额定电压有关,所以特高压输电系统中的操作过电压问题就更为突出。通过对特高压输电线继电保护、重合闸的配置与相关自动装置的动作配合来限制过电压,结果是可行的。     

特高压交流输电示范工程开工特高压电网建设序幕拉开

今年4月,国务院批复同意了国家发展改革委向国务院报送的关于我国发展特高压输电技术有关情况和意见的请示;5月29日～30日,受国家电网公司的委托,中国电力工程顾问集团公司于北京主持召开了交流特高压试验示范工程"晋东南-南阳-荆门"1000kV输电线路初步设计路径评审会议;6月13日～14日,国家发展改革委组织召开了特高压输变电设备研制工作会议,研究部署设备研制等有关特高压工程建设的实施方案;6月20日,国家发展改革委正式行文发出《国家发展改革委办公厅关于开展交流1000千伏、直流±800千伏特高压输电试验、示范工程前期工作的通知》(发改办能源[2006]1264号);6月30日,国土资源部就"晋东南-南阳-荆门"百万伏级交流输变电工程晋东南变电站、南阳开关站、荆门变电站项目复函通过用地预审.随着用地预审的通过,1000kV"晋东南-南阳-荆门"交流输变电试验示范工程已完全具备开工条件.     

长距离特高压交流输电线路单相接地故障过电压研究

分析单相接地故障过电压的影响因素,得出使单相接地过电压最大的条件,基于此在不同的线路高抗补偿度以及沿线避雷器的布置方式下,探讨了不同线路分段方式下单相接地故障过电压不超过限制水平时线路能够达到的最大长度,并对避雷器和高抗限制过电压的效果进行了对比。研究结果表明,避雷器限制长线路单相接地故障过电压的效果不及高抗;对于分3段的线路,整条线路总长度最大不超过1 300 km时,单相接地故障过电压不会超过限制水平,单段线路的最大长度可达500 km;对于分4段和5段的线路,总长度分别不超过1 400 km、1 600 km时,过电压不会超过限制水平,单段线路的最大长度均为400 km。     

特高压交流输电系统工频过电压差异性研究

根据特高压电网特点,综合考虑系统结构、电源容量、输电潮流、线路参数、高抗补偿、串联补偿及线路开关站等诸多因素,研究了特高压交流输电系统工频过电压差异性。研究结果表明:单回、同塔双回及单/双回混合3种架设方式的线路,单相接地甩负荷时变电站线路侧工频过电压存在差异,同塔双回架设时过电压水平最低,单/双回混合架设时过电压水平与混合比例有关。厂对网特高压同塔双回输电系统送电距离在300 km以内,变电站母线侧和线路侧工频过电压水平一般不超1.2 pu和1.3 pu;300?600 km内,过电压水平一般不超1.3 pu和1.5 pu。网对网特高压同塔双回输电系统过电压水平一般比厂对网结构要低,送电距离在400 km以内,母线侧和线路侧工频过电压水平一般不超1.2 pu和1.3 pu;400?600 km内,过电压水平一般不超1.2 pu和1.4 pu。线路加装串补后的工频过电压水平与无串补时基本相当。线路中间设立开关站的特高压同塔双回线路,前、后两段线路不对称的运行方式下,单相接地甩负荷工频过电压问题突出。建议采取全线单回的运行方式,以避免此类方式的出现。     

特高压交流输电网在云南电网中的应用前景

针对特高压交流电网运行的特点,提出云南电网采用特高压交流技术的可行性和必要性.