某500 kV变电站500 kV侧避雷器配置优化

对某500 kV新建变电站内,500 kV侧避雷器配置方案进行优化研究。研究工具采用国际通用的电磁暂态计算程序EMTP,对变电站在不同运行方式条件下的雷电过电压进行了仿真计算。运用仿真软件,选择出过电压情况最严重的雷击落点,同时结合各电气设备的绝缘裕度,提出了适合该变电站的经济可靠的雷电防护方案,并探讨了雷电过电压计算中距离因素的影响。仿真计算结果表明,500 kV母线上可不装设避雷器;避雷器到变压器的距离越大,过电压幅值越大,避雷器尽量靠近主变安装,距离宜控制在25 m以内。     

1000kV GIS变电站避雷器配置研究

针对济南1000kV GIS变电站避雷器配置问题,基于电磁暂态计算程序EMTP建立了1000kV配电装置雷电侵入波过电压计算模型。利用该模型计算了1000kV配电装置在近远期规模下的雷电侵入波过电压水平,获得了不同设备上的雷电侵入波过电压波形,分析了不同避雷器配置下1000kV GIS设备上的雷电过电压幅值和折反射变化特性。最后,基于计算分析结果并结合规程要求提出了基于雷电侵入波过电压水平下的避雷器优化配置方案,为变电站优化设计提供了技术支撑。     

雷电诱发500kV变电站5台电流互感器故障分析

为分析某500 kV变电站5台电流互感器故障是否可能因雷电过电压激发而产生,针对故障时站内避雷器放电计数器均未动作的情况,分析了避雷器的动作特性,搭建了线路及变电站雷电过电压计算模型,研究了雷击导线及杆塔时可触发避雷器放电计数器动作的最小雷电流幅值与传导距离的关系,计算了雷击杆塔时传导至变电站各故障点的过电压幅值。研究结果表明:雷击导线及杆塔时,可触发变电站避雷器放电计数器动作的最小雷电流幅值与传导距离基本都呈线性关系;雷击杆塔时,导线上感应到的过电压难以触发变电站避雷器放电计数器动作,而相比之下,绕击导线时则容易的多;当雷击杆塔时,雷击处三相导线均感应出过电压,传导至变电站时,即使线路间隔装设有避雷器,故障电流互感器承受的过电压最高仍可高达666 kV。如果5台故障设备此前均已存在绝缘缺陷时,有可能在此过电压的激发下加速故障过程。     

10 kV阻容装置与避雷器过电压抑制能力试验与仿真分析

对阻容装置和避雷器的过电压抑制能力进行校核,进行变电站并联电抗器投切试验,将10 kV阻容装置和氧化锌避雷器的操作过电压防护效果对比,还对四种不同过电压防护装置配置条件下的雷电过电压响应情况进行仿真计算,得出阻容装置和氧化锌避雷器配合使用能同时降低过电压波形幅值、陡度和频率的结论.     

基于柔性直流的±10kV配电网雷电侵入波过电压仿真

基于柔性直流的配电系统因方便新能源接入等各种优点而成为国内外的研究热点,过电压及防护是其重要研究方向之一。为此,针对某基于柔性直流的±10kV配电网开展了雷电侵入波过电压及防护措施研究。首先,依据±10kV配电网主接线形式分析换流器在雷电侵入波下高频模型的建模方法,并基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真程序建立交/直流侧雷电侵入波过电压仿真模型。其次,仿真分析了雷电流直击导线和雷击塔顶反击时换流器内各设备雷电过电压分布及影响因素,并对比分析杆塔侧加装L型避雷器对各设备雷电过电压的限制作用。仿真结果表明:交/直流侧不配置L型避雷器雷直击导线、反击塔顶时换流器承受最大雷电流幅值分别为50 k A/34 k A和28 k A/32 k A,而配置L型避雷器后交/直流侧承受最大雷电流幅值提高至75 k A。最后,根据交/直流侧雷电侵入波在各设备上形成的最大过电压,校核避雷器配置方案并确定关键设备的雷电冲击绝缘水平。计算结果表明:直流侧开关场设备、直流电抗器及交流侧联接变压器雷电冲击绝缘水平取为60kV,而直流侧母线上设备、直流侧联接变压器雷电冲击绝缘水平取为40kV。     

真空断路器开断35 kV并联电抗器过电压及防护方案分析

开断35 kV并联电抗器时频繁出现操作过电压事故,主要原因是真空断路器在开断过程中的截流和多次重燃效应。为有效避免此类事故的发生,分析了截流、重燃和三相同时开断过电压的机理,采用ATP-EMTP建立了开断35 kV并联电抗器的电磁暂态模型。仿真结果表明,避雷器只能对过电压幅值进行限制,不能改变过电压的振荡频率,RC阻容吸收器能够改变高频振荡回路,降低过电压波头陡度和振荡频率,抑制真空断路器截流和多次重燃的发生。目前在35 kV母线和并抗侧安装三相星形避雷器的防护方案无法有效限制相间过电压,三相组合式避雷器能够对相间过电压起到限制作用,RC阻容吸收器的限制效果更好。针对该220 kV变电站,推荐在变电站35 kV母线侧安装三相组合式避雷器,在并联电抗器侧安装三相组合式避雷器或RC阻容吸收器。     

110 kV绝缘杆塔输电线路雷电侵入波过电压研究

为充分发挥复合材料杆塔效能,研究取消架空地线和接地引下线,形成全绝缘杆塔;考虑绝缘杆塔失去原有泄流路径,雷电过电压沿导线传播可能危害到变电站设备,在进线段采用铁塔以增加雷电侵入波的泄流。通过ATPEMTP仿真计算110kV复合材料绝缘杆塔和进线段铁塔的耐雷水平,研究雷电侵入波对进线段铁塔及变电站设备的影响和在铁塔安装避雷器的必要性。结果表明:不安装避雷器时,110kV绝缘杆塔线路段由幅值9kA的雷电流造成的过电压可导致进线段铁塔闪络,传播至变电站的过电压幅值约800kV;在进线段两端铁塔三相安装线路避雷器,可有效抑制雷电侵入波过电压,进线段铁塔可耐受40~45kA雷电流侵入波过电压,同时110kV变电站内过电压低于300kV,满足规程要求。     

500kV GIS变电站雷电侵入波过电压保护的仿真计算研究

采用电磁暂态计算程序(EMTP)对500kV GIS变电站几种运行工况进行雷电侵入波过电压仿真计算和研究,给出了变电站内设备可能出现的最大过电压幅值。根据500kV GIS变电站的过电压水平,提出影响设备过电压水平的主要因素及避雷器的一般配置原则。     

220kV变电站雷电侵入波仿真研究

220 kV线路雷电侵入波常造成变电设备损坏。运用ATP-EMTP仿真软件,对220 kV变电站雷电侵入过电压进行了仿真分析。仿真结果表明,因运行方式不当,母线设备失去避雷器保护,或避雷器保护距离过大时,雷电过电压将危及设备安全;因线路设计不周,近区强雷击时,将使变电设备出现危险的过电压。分析表明末端线路参数、母线运行方式、站内设备布局、以及近区雷击强度严重影响过电压水平。分析指出优化末端线路设计,降低杆塔接地电阻,调整站内设备布局,控制好母线运行方式,以及在进线侧加装氧化锌避雷器,是防控变电站雷电侵入过电压的有效措施。     

500kV HGIS变电站雷电侵入波的计算分析

针对500 kV HGIS新型设备不断涌现,以往建立的变电站雷电侵入波计算模型需要改进的问题,采用HGIS新型设备的某500kV变电站,分析设备生产厂家提供的HGIS结构参数和试验参数,建立其雷电过电压计算模型,并结合以往采用常规设备变电站的设计经验,优化变电站雷电过电压计算方法,采用国际通用的EMTP电磁暂态仿真计算程序,对500kV HGIS变电站的雷电侵入波作了较为深入的计算分析和研究,提出了该工程针对雷电过电压500kV母线侧可不加装避雷器,出线侧需加装避雷器的配置方案,该研究可供变电站雷电过电压建模仿真计算参考。     

500kV变电站雷电过电压的仿真研究

将500 kV变电站和进线段结合起来,考虑远近区杆塔冲击接地电阻、进线段冲击电晕、雷击点与变电站的距离等影响因素,采用EMTP-ATP对500 kV变电站的雷电侵入波过电压进行了仿真研究.研究表明,冲击电晕、近区杆塔接地电阻对雷电过电压的大小有较大的影响;当设备过电压较严重时,母线上增装一组避雷器可有效降低雷电过电压;...     

真空断路器投切并联电抗器过电压故障分析

文中以某220 kV变电站20 kV系统侧由真空断路器开断并联电抗器过电压引发的事故进行了分析。基于电路理论阐述了真空断路器投切并联电抗器过程中的截流、复燃、多次重燃过电压产生的机理,运用PSCAD建立了20 kV系统电磁暂态仿真模型,对不同截流值、不同并联电容下系统母线侧与电抗器侧的过电压进行了计算。结果表明常规氧化锌避雷器只能限制过电压幅值,不能改变频率和陡度,且现有避雷器均为相对地避雷器,不能有效地抑制相间过电压;电抗器两端加装并联电容器(或阻容吸收装置)可降低过电压幅值和陡度,能较好地抑制真空断路器投切电抗器过电压。     

1000 kV GIS变电站雷电过电压影响因素分析

采用ATP-EMTP软件建立1 000 kV GIS变电站仿真模型,分析了1 000 kV GIS变电站远近区冲击接地电阻、避雷器配置、雷击杆塔位置以及雷电流陡度对其雷击侵入波过电压的影响。仿真研究表明,雷电流反击杆塔与雷电流直击杆塔两种情况下,杆塔接地电阻的变化对于站内设备过电压影响不同;主变上配置避雷器的防雷水平高于出线处配置避雷器的防雷水平;当杆塔雷击位置变化时,其雷电入侵过电压也会随之变化;当雷电流的陡度系数越大时,主变上产生的过电压也会越大。     

融冰绝缘地线对变电站雷电过电压的影响

地线直流融冰采用了全线绝缘化设计,而地线绝缘化设计将对变电站雷电过电压产生影响。以500 kV融冰绝缘地线为例,介绍了融冰绝缘地线架设方式,采用 ATP-EMTP 软件建立500 kV变电站雷电侵入波过电压模型,分析了融冰绝缘地线架设对500 kV变电站雷电过电压的影响,总结了雷击点位置、杆塔接地电阻、避雷器配置方案对变电站设备雷电过电压的影响规律。研究结果表明：融冰绝缘地线架设对变电站设备最大过电压影响很小;雷击杆塔离变电站越近,变电站高压设备产生的过电压越大;母线避雷器对变电站设备保护效果较好,雷电侵入波产生的最大过电压下降较多;杆塔接地电阻越小,变电站设备最大过电压越小。其结论对涉及融冰绝缘地线变电站具有一定的参考价值。     

高抗对500kV HGIS变电站防雷配置的影响分析

在500kV HGIS变电站防雷分析中,线路高抗会对线路侧电压互感器(CVT)和GIS套管的雷电过电压产生重大影响,以至于影响变电站的防雷保护配置,因此有必要对进线端设备的雷电过电压进行仿真分析,以及优化进线端设备的防雷保护配置。以某500kV HGIS变电站为例,采用国际通用的电磁暂态仿真计算程序EMTP,分析了高抗对变电站防雷配置的影响;研究了线路侧避雷器的安装位置对高抗以及线路侧CVT的雷电过电压水平的影响,结果表明避雷器安装在高抗和CVT中间位置附近时,避雷器能同时保护高抗和CVT,并能提高进线端设备防雷的整体水平。根据仿真结果,提出了该变电站母线和高抗回路的防雷保护优化配置方案。     

750kV敞开式变电站雷电侵入波的防护

雷电波沿着输电线路侵入变电站,对变电站设备构成了很大的威胁。为此笔者将某750kV敞开式变电站和进线段结合起来,根据具体的雷击条件,将雷电流直接作用于雷击点,把输电线路、铁塔、变电站内的连接线、母线和电气设备作为一个网络整体来考虑。采用国际通用的电磁暂态计算程序(EMTP)对雷电侵入波过电压进行了计算,给出了不同运行方式下不同避雷器配置方案的变电站设备上的绕击和反击雷电过电压最大值并进行了分析,最后提出了避雷器的布置方案。结果表明,MOA可以抑制南雷电侵入波产生的过电压,从而能够有效保护变电站设备。     

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。     

某变电站10 kV系统实测雷电侵入波过电压幅值与波形特征统计分析

雷电过电压是威胁系统安全运行的风险源之一,但目前变电站内雷电侵入波过电压的统计规律尚不明确,难以为绝缘介质的放电特性研究提供广泛数据支撑,造成绝缘配合存在过设计或欠设计问题。该文以某变电站10 kV系统实测雷电侵入波过电压数据为基础,研究其幅值和波形参数统计分布规律。研究发现,站内设备上承受的雷电侵入波过电压波形与IEC标准规定的1.2/50μs双指数波存在显著差别。针对站内雷电侵入波的波形特征,提出过电压幅值、波前时间、振荡主频以及衰减常数的统计特征量,并采用Kolmogorov-Smirnov(KS)检验方法辨识得到其概率密度分布。统计表明:该变电站10 kV系统雷电侵入波过电压的幅值分布在[12,42] kV,概率密度服从Burr分布;波前时间分布在[8.3,167.0]μs,其累积概率密度服从Bi DoseResp分布;振荡主频分布在[2.08,22.22] kHz,99.28%的振荡频率小于15 kHz,均值为5.84 kHz,振荡主频的概率密度服从Generalized Pareto分布;波形的衰减常数分布在[0.01, 0.90]范围内,均值为0.39,其概率密度服从Beta分布。该文研究结果可为绝缘特性、绝缘配合和泛在电力物联网数据层建设提供基础数据支撑。     

500kV GIS变电站雷电侵入波过电压分析研究

500 kV变电站在发生雷电侵入过电压时,雷电波将沿线路传入变电站,严重影响设备的绝缘水平.对金属氧化锌避雷器(MOA)的工作原理、特性以及建模进行了分析,以某500 kV GIS变电站为对象,利用ATP-EMTP(电磁暂态程序)对雷击侵入波过电压进行了仿真研究.计算了变电站进线落雷时GIS内部断路器、隔离开关、电压互感器、电抗器及出线套管和变压器上的雷电过电压,比较了MOA在不同位置和运行方式下的雷电过电压,分析了MOA的防雷效果.结果表明,雷击于#2和#3杆塔时站内电气设备上的过电压幅值最高可达1689.3 kV,通过合理位置加装MOA,过电压幅值降至625.2 kV.     

330kV GIS变电站雷电过电压仿真研究

通过使用电磁暂态程序(ATP-EMTP),对某330 kV GIS变电站雷电过电压进行仿真,对母线避雷器的配置进行计算讨论。在对暂态过程进行分析计算的基础上,得出了该330 kV GIS变电站母线上不需要配置避雷器的结论,仿真结果验证了该方案的安全可靠性。