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。     

输电线路与引雷塔雷电监测与雷电流波形分析

为更好地了解雷电特性,分析了由武汉大学负责开发的雷电流在线监测系统获取的4组雷电流波形。该系统已安装43套监测装置,分布在国家电网和南方电网110、220、500kV输电线路以及高楼和引雷塔等易遭受雷击的地点。已测到的4组雷电流波形分别为:2007-04-22湖北咸宁110kV汪官线路51号塔,雷击于杆塔塔顶,幅值为-11.8kA,振荡波;2008-09-17深圳凤凰山引雷塔;2010-09-08T14:39:21云南电网220kV鲁罗Ⅰ回51号杆塔,雷绕击于导线,幅值为-10.0kA,波前时间0.5μs,半波时间23.0μs;2010-09-08T23:46:49云南电网220kV鲁罗Ⅰ回51号杆塔,雷绕击于导线,幅值为-9.3kA,波前时间1.0μs,半波时间22.0μs。4次雷电活动从时间和空间上均与雷电定位系统数据相符,电流波形有振荡衰减现象。得到的雷电流波形可为防雷设计提供参考依据。     

10kV线路型过电压保护器接地电阻及安装间距研究

通过数值计算,分析10kV线路型过电压保护器对架空线路感应雷的防护作用,并对直击雷进行EMTP模拟仿真,认为接地电阻大小对带串联间隙避雷器的防雷效果意义不大,每基安装过电压保护器可以基本解决10kV架空线路因感应雷而发生的闪络。     

浅谈晶闸管的保护

1.晶阐管过电压保护 (1)产生过电压的原因 在电路中出现过电压,其值超过晶闸管的阻断电压时,将会使其PN结损坏。过电压是造成晶闸管电路故障的重要原因之一,产生过电压的原因有如下几种: 1)雷击浪涌电压 直击雷和感应雷将在输电线上产生浪涌电压,尽管电网中装有阀形避雷器,但是残余电压仍有可能涌入控制电路并损坏晶闸管。 2)线路谐振产生高压 由于变压器漏电抗和二次侧线圈分布电容的存在,当变压器一次侧接通时,二次侧会产生谐振高电压,其值最大可     

通信电源系统智能浪涌保护模块的设计与防护特性

通信电源系统面临着严酷的暂态过电压应力，传统过电压保护器难以兼顾雷电过电压保护水平与长期运行可靠性，其防护失效的问题严重影响通信基站运行的安全可靠性。文中提出了一种由限压型压敏电阻与短路型可控开关组成的智能可控浪涌保护模块的设计理念，通过对直流参考电压、可控比等参数的理论分析与自动能量耦合触发电路的实验研究，研制出了智能过电压防护模块样机，并进行了性能验证实验。浪涌保护模块直流参考电压为2.16 kV，在380 V额定工频电压下运行，其工作的荷电率很低，泄漏电流很小，在标幺值为2(基准值380V)的工频过电压下依然能保持长期的可靠稳定运行。在10 kA范围内(标准8/20雷电流)，浪涌保护模块的冲击残压最大值为1.5 kV，冲击残压与直流参考电压之间的压比约为0.7，远小于常规限压型过电压保护器约1.5的压比。智能浪涌保护模块的过电压保护水平得到了显著的提升，为通信基站的稳定、安全运行提供了有力的保障。     

再议10kV线路避雷器雷电耐受技术参数的选用

10kV线路避雷器自身运行雷击损坏故障多发,归因为雷电耐受设计参数水平低缺乏充分论证。该文构建了10kV架空线路直击雷过电压瞬态过程计算模型,以冲击大电流幅值耐受超限作为避雷器本体雷击损坏的判据,计算获得线路避雷器故障临界雷电流,采用电气几何模型法统计得到线路避雷器的雷击故障概率,证明了现行技术标准规定的避雷器雷电耐受技术参数能够满足一般雷电强度地区的使用要求。进一步结合我国雷电活动区域分布特征,提出线路避雷器雷电耐受技术参数优化选择建议:用于雷电地闪密度小于4.71次/(km~2·a)的多雷区、中雷区、少雷区的线路,选择8/20μs标称放电电流为5kA、4/10μs大电流冲击为65kA;用于强雷区的线路和雷电地闪密度大于等于4.71次/(km~2·a)的多雷区的重要线路,选择标称放电电流为10kA、大电流冲击为100kA。并建议大电流冲击耐受试验采用整只避雷器本体为试品,促进生产工艺改良,改善线路避雷器产品实际雷电耐受性能与设计指标不匹配问题。     

IsoProData-Tr雷电流避雷器

由德国LEUTRON公司生产的IsoProData-Tr雷电流避雷器适用于信号数据线B级雷电流5kA(10／350μs)的避雷过压保护器，实现雷击时等电位连接。该产品可直接安装在接地板或35mm标准导轨上，应用广泛。     

并联间隙在10 kV配电线路的单相安装方式

针对10 kV配电线路传统的并联间隙的三相安装方式使线路耐雷水平降低,跳闸率提高的问题,提出了并联间隙的单相安装方式。利用ATP-EMTP软件建立了10kV配电线路感应雷过电压和直击雷过电压仿真模型,分析了雷直击塔顶和感应雷过电压的情况下,并联间隙的单相安装方式对10 kV配电线路耐雷水平及雷击跳闸率的影响。仿真结果表明,并联间隙的单相安装方式在感应雷过电压和反击下的耐雷水平分别最大提高了162.5%、101.2%。在感应雷过电压下,并联间隙的单相安装方式可显著降低配电线路的雷击跳闸率,最高可降低48.08%。最后,针对雷击故障的不同特点给出了并联间隙单相安装方式下间隙距离的匹配方案。并联间隙的单相安装方式对提高线路耐雷水平、降低感应雷击跳闸率以及提高配电网的运行可靠性具有实际意义。     

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。     

浪涌保护器(SPD)的基本愿理及应用

1引言电涌保护器(Surge Protective Device,SPD)又称浪涌保护器,是用于带电系统中限制瞬态过电压和导引泄放电涌电流的非线性防护器件,用以保护耐压水平低的电器或电子系统免遭雷击及雷击电磁脉冲或操作过电压的损害。近年来,电子信息系统(如电视、电话、通信、计算机网络等)发展迅猛,电子信息设备大量涌现和普及。这类系统和设备往往比较昂贵和重要,其工作电压、耐压水平很低,     

风电机组箱式变压器低压侧雷电过电压仿真

针对某高山风电场风机塔顶遭受雷击,造成风电机组塔外箱式变压器（简称箱变）损坏事故,分析了箱变低压侧雷电过电压产生的机理,根据风机-箱变系统防雷配置情况,建立了ATP-EMTP仿真模型。利用该模型计算了电涌保护器（surge protective device,SPD）接入时和脱开后箱变低压侧的电压,并分析了雷电流波形、幅值及接地网冲击接地电阻对箱变低压侧电压的影响,同时计算了低压侧短路后的工频续流。计算结果表明,SPD脱开后低压侧电压超过了箱变的冲击耐压值（12 kV）,低压侧工频续流为4.50～8.75 kA。由于开关型SPD无法切断工频续流,提出将其更换为无续流的氧化锌避雷器,推荐避雷器型号为YH10W-0.8/3.0,并通过仿真计算进行了防雷效果验证。     

10 kV配电变压器雷电过电压及其防治方法研究

10 kV台区配电变压器是配电网最重要的设备之一,但在多雷区时常发生雷击损坏故障。根据台区典型设计和现场勘查结果,建立了雷电直击导线和雷电感应下的电磁暂态仿真模型,分析了配电变压器高压侧绝缘的雷电过电压,结果如下:雷电直击导线后,变压器绝缘承受的电压为避雷器残压和接地引下线电压之和,过电压幅值极易超过标准雷电耐受电压75 kV;雷电感应的能量较小,过电压幅值超过标准雷电耐受电压的概率非常小。同时,研究了加装避雷线对雷电直击过电压的防治效果,发现避雷线可大幅降低过电压幅值,若在此基础上缩短避雷器横担至变压器支架的电气距离,可大大降低变压器损坏概率。     

Simulation of Lightning Overvoltage Distribution on Stator Windings of Wind Turbine GeneratorsEI北大核心CSCD

This paper analyzes lightning surge on the stator windings of wind turbine generators. The path of lightning in the wind turbines was analyzed. An equivalent circuit model for megawatt direct-driven wi...     

自然雷电下氧化锌避雷器残压特征分析

对自然闪电条件下氧化锌避雷器的残压波形特征进行了分析。通过线路过电压和快电场的变化,对记录的12次自然闪电引起的避雷器残压波形进行了分析。分析结果表明,自然闪电条件下的避雷器残压持续时间约330 μs,明显长于实验室用8/20 μs波形电流冲击得到的几十微秒残压持续时间,波形宽度过长可能会造成压敏电阻体的熔化穿孔。其次,避雷器上残压波形与闪电放电过程紧密相关,具有较多的不规则性。此外,避雷器对前端埋地50 m的线路过电压有一定的抑制作用,对闪电首次回击引起的过电压抑制作用较弱,对继后回击引起的过电压抑制作用较强。     

110kV和220kV变压器中性点雷电过电压仿真与分析

为了更好地对110 kV和220 kV变压器中性点保护的绝缘配合进行参数整定,得到中性点处的实际过电压情况,文中考虑了入侵变电所的雷电波幅值和陡度受到变电所进线段保护时的限制作用,建立了变压器在雷电过电压下的绕组仿真模型,并通过ATP-EMTP软件对变压器中性点受到线路上的入侵雷电波作用时的实际过电压情况进行仿真,结果表明:无论变压器中性点处是否接有避雷器,其实际过电压波形与用作中性点处整定参考的标准雷电波的波形有很大差异,这也是导致中性点处避雷器和间隙绝缘配合失调的主要原因之一。     

利用母线CVT响应电流实现变电站雷电侵入波在线监测

介绍了110 kV以上变电站雷电侵入波在线监测的基本原理,以及高频下电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)回路电阻、电感、电容等值参数计算方法并通过仿真模型分析了等值参数计算误差对过电压监测的影响。提出了一种基于CVT响应电流的侵入波在线监测方法,以克服现有研究存在的不足。基于这种监测方法,开发了一种利用变电站母线CVT回路电流实现母线过电压监测的系统,通过该系统可以进行进线段侵入波电流和母线过电压的监测,实现变电站事故监测统计的自动化、智能化和信息化。最后通过电磁暂态程序(alternative transient program,ATP)仿真结果和现场运行中实测波形的对比,说明了监测系统可以持续有效运行。     

Experiments on lightning protection for automatic weather stations using artificially triggered lightning

This paper focuses on the voltages electromagnetically induced by the multiple return strokes involved in a triggered lightning on an overhead power line and a vertical signal line of an automatic weather station (AWS), and the backflow currents and residual voltages in a surge protection device (SPD) embedded in the power line. Pulses of voltage on the overhead power line corresponding to the return strokes with the peak currents ranging from −6.67 to −26.47 kA showed bipolar features. Subpeaks and main peaks ranged from 0.99 to 4.47 kV and from −4.98 to −10.31 kV, respectively. The voltage waveforms corresponding to the return strokes on the vertical signal line of wind speed were of two types: with and without a subpeak after the main peak. All the main peaks, with the peak value from −0.41 to −3.10 kV, were ‘V’ shaped. A significant relationship exists between the peak currents of the return strokes and the 10–90% average gradients of the voltages. The peaks of currents through the SPD ranged from −0.22 to −1.64 kA. The durations of residual voltages ranged from 0.6 to 5.9 ms, average value being 2.1 ms. © 2013 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

Evaluation of breakdown characteristics of oil-immersed transformers under non-standard lightning impulse waveforms - definition of non-standard lightning impulse waveforms and insulation characteristics for waveforms including pulses

To lower the insulation specifications (specifically, the lightning impulse withstand voltage) of oil-immersed transformers and thus cut the equipment cost while maintaining the high reliability in its insulation performance, it is necessary to grasp in an organized way the insulation characteristics under non-standard lightning impulse voltage waveforms that represent actual surge waveforms encountered in the field and compare them with the characteristics under the standard lightning impulse waveform quantitatively. As described in this paper, the first step in a series of study for the purpose above was taken by analyzing lightning surge waveforms and restriking surge waveforms such as disconnector switching surge waveforms at UHV, 500 kV, and 275 kV substations and identifying four typical non-standard lightning impulse waveforms with basic frequencies of 0.24 to 1.0 MHz. Then, two of these non-standard lightning impulse waveforms, the single-pulse waveform which is the most basic type and the waveform with a pulse in the crest and a subsequent flat section, were used to measure the breakdown voltage and the partial discharge inception voltage while changing the parameters, on three models that represent the insulation elements of windings of oil-immersed transformers. Then, the resultant average breakdown voltages were evaluated in terms of the overvoltage durations, leading to a result of formulating them in a unified way. In the tested range, the dielectric breakdown values under non-standard lightning impulse waveforms were higher, marking 52% at the maximum, than those under standard lightning impulse waveforms in all the cases, suggesting a possibility of lowering the insulation specifications of an oil-immersed transformer     

Study concerning production of lightning overvoltages on low‐voltage power distribution lines

In order to study lightning problems of low‐voltage power distribution lines, lightning overvoltage waveforms were observed inside the homes of customers. The cause of lightning overvoltages was examined from observation of striking points by still cameras. Lightning overvoltages of 62 waveforms were recorded by observation over a period of about 3 1/2 years. Observed waveforms can be classified into three types of single polarity (positive or negative), both polarities (which change from positive to negative or negative to positive), and pulsive waveform. The causes of these lightning overvoltages which were estimated from striking points are shown as follows: (1) Induced lightning overvoltages on low‐voltage distribution lines. (2)   Electric potential rise due to discharge of surge arresters or current of overhead ground wire. (3)   Shift of lightning overvoltages from high‐voltage side of transformer to low‐voltage side, which is due to electromagnetic induction. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 130(4): 66–75, 2000     

基于电力需求侧管理的建筑智能能源管理系统

通过对建筑能源管理现状以及电力需求侧管理技术发展的分析,提出一种基于电力需求侧管理的建筑智能能源管理系统,系统通过对能耗的实时监测、统计分析和优化管理,实现需求侧负荷曲线优化和节能管理。以上海某科技园内两幢建筑为例,介绍了基于电力需求侧管理的建筑智能能源管理系统的实际应用效果,说明系统在建筑节能、需求侧管理中起到的重要作用。