750kV变电站敞开式配电装置雷电过电压计算研究

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1、研究与分析YANJIUYUFENX750kV变电站敞开式配电装置雷电电压计髯石i=}究张曦，何增科，曾健，张尊严，张天凤(陕西省电力设计院，陕西西安710054)篝摘耍j通过电磁暂态程序ATI’就某75okV变电站敞开式配电装置(AIS)雷电过电压进行计算，对母线避雷器的：：i叠配置以及滴抗旁是否需单独安装避雷器进行计算讨论。在对暂态过程进行分析计算的基础上，得出了该750kV强孽蠹l交电站_；A．1s母线上需配置避雷器，而高抗旁不需单独安装避雷器的结论，计算结果验证了该方案的安全可靠性。j关键调1．电磁暂态程序；雷电过电压；75okV变电站；敞开式配电装置臻歪巾图分类号}TM86

2、2文献标志码：A毫文章编号：~673．7598(2009)07-0028-040引言750kV变电站一般为枢纽站，在电力系统中占有极其重要的地位。一旦遭受雷击损坏，将会带来大面积停电，造成很大的经济损失。变电站的雷害事故来自2个方面：一是雷直击于变电站，二是雷击输电线路产生的雷电波沿线路侵入变电站I1l。对直击雷的防护一般采用避雷针或避雷线。对雷电侵人波防护的主要措施是变电站内安装氧化锌避雷器以图1750kV变电站电气主接线限制电气设备上的过电压幅值。本文就某750kV变电站，在雷电沿最不利路径侵入时，用国内外广泛使析，当变电站投运初期，可能出现一回出线及一台主用的电磁暂态程序AT

3、P，对变压器端口及各主要设变运行这种最不利的运行方式，即只计算这种一线备节点处可能出现的最大雷电过电压进行计算，同一变最严重的情况。可能运行方式见表1。时．对母线避雷器的配置以及高抗旁是否需单独安装避雷器进行计算讨论。表1一线一变运行方式及运行方式编号和电气接线简图1计算数据的确立1．1电气主接线图l是某750kV变电站电气主接线，采用3／2断路器接线．本期将建设2回出线和1台变压器，按照(750kV变电所设计暂行技术规定(电气部分)》(Q／1．2变电站各设备参数GDW101—2003)标准要求，变电站均配备线路避雷1．2．1入口电容器和变压器避雷器。根据设备制造厂家提供的数据，各

4、电气设备的根据变电站电气总平面布置以及运行方式分入口电容取值见表2。收稿日期：2009—04—08作者简介：张曦(1965一)，男，湖北沙市人，高级工程师，从事发电厂、变电站电气设计T作。DYANJIUYUFENXI研究与分析表2电气设备入口电容表3MOA的伏安特性kV雷电侵入波是通过进线段传人变电站而引起过电压的，雷电过电压的幅值大小变化十分复杂，通常随雷击点离变电站距离的增加而降低，随杆塔高度1．2．2雷电波和避雷器参数的增加和杆塔接地电阻的加大而升高。统计表明，变根据电力行业标准《交流电气装置的过电压保电站全部雷害事故的30％发生在3001TI内，48％的事护和绝缘配合》(D

5、L／T620-1997)，某750kV变电站故发生在1000m内，因此，为了准确地计算波过地区雷电流幅值概率曲线可用式(1)表示：程，模拟了各回出线进线段1号、2号、3号基杆塔和导线。同杆双回杆塔按自然尺寸用多段分布参数模拟，logP=一(1)杆塔的工频接地电阻暂按15Q计。变电站进线段土式中：P表示幅值超过l(kA)的雷电流概率。壤电阻率p的平均值为400Q·1TI。进线段的输电线用按惯用法进行反击计算时，可根据变电站防雷相导线和双避雷线构成分布参数线路模型。可靠性要求，选取某一累积概率下的幅值150kA绝缘子串正极性放电的伏秒特性用式(3)拟合。的概率为0．039％。180kA

6、的概率为0．0081％，190kA=2270+1315e-~／％2500e-,／o+1900e~／o-(kV)E(3)的概率为0．0048％，200kA的概率为0．0028％，绝缘子串负极性放电的放电电压近似取正极性216kA的概率为0．0012％。因此取216kA作为反击放电的放电电压的1．13倍侵入波过电压计算中的雷电流具有足够的可靠性。1．2．4工频电压的影响对于绕击计算，可根据电气几何模型求出最大在750kV超高压系统中，工频电压所占雷电过的绕击电流。按照电气几何模型，当雷电流幅值大电压的比例不容忽视，特别是当工频电压的瞬时极于最大的绕击电流时，雷或击于避雷线，或击于地性与

7、雷电流相反时。因此，在仿真计算中加入了电压面，而不会击中导线，亦即不会发生绕击。因此经计源模型进行模拟，采用与雷电流相反极性的工频电算最大的绕击电流取19．6kA。压峰值对于反击计算，考虑雷击杆塔塔顶的情况，而不考虑雷击档距中央避雷线的情况，因为雷击塔顶时2计算结果及其分析反击过电压最严重。雷击档距中央只要满足规程的要求，就不会引起避雷线与导线之间的闪络，即使引变电站内所有750kV设备的额定雷电冲击绝起绝缘子串闪络形成反击，也没有雷击塔顶时的严缘水平按{750kV变