500kV变电站断路器雷电过电压仿真研究

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1、2015年6月吉林电力Jun．2015第43卷第3期(总第238期)JilinElectricPowerVoI．43No．3(Ser．No．238)5O0kV变电站断路器雷电过电压仿真研究{经验；SimulationResearchonLightningOvervoltageofCircuitBreaker》交流》in500kVSubstation靳彦辉，郝竹筠，刘宸，于万祥。(1．国网长春供电公司，长春130021；2．国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，长春130021；3．国网吉林省电力有限公

2、司培训中心，长春130062)摘要：以500kV变电站为研究对象，采用电磁暂态计算程序EMTP，针对站内断路器处于断开状态的情况，对500kV变电站受雷电侵入波产生的过电压进行了仿真校核计算。根据仿真校核结果，断路器在断开状态时的绝缘强度存在不足，通过采取在非完整串距断路器5m远处加装避雷器、在非完整串的进线段加装线路避雷器等措施，经过仿真计算，使变电站的防雷能力得到明显提高。关键词：500kV变电站；断路器；防雷；EMTPAbstract：OvervoltagecausedbyLightningin

3、vasionwavein500kVSubstationwassimulatedbyEMTPwhilethecircuitbreakerisinoffstate．Simulationshowedthatthedielectricstrengthwasinsufficientwhilethecircuitbreakerisoff．Installingarresterto5metersfromcircuitbreakerandincominglinesofncompletestringcanobviousl

4、yimprovethelightningprotectionabilityofsubstationKeywords：500kVsubstation；circuitbreaker；lightningprotection；EMTP中图分类号：TM862文献标志码：B文章编号：l009—5306(2015)03—0045—03随着我国电网的不断发展，500kV及以上电压虽然断路器断开时线路受到雷击的事件发生概等级的超高压输电网络已成为我国的主干电网，因率很小，但从事故带来的损失和近年来国内发生的此其可靠性对

5、保障电网稳定运行有着至关重要的作案例来看，多雷雨地区的变电站及输电线路应该对用。本文以500kV变电站为例，采用国际通用的电此类事故采取一定的防范措施。磁暂态计算程序EMTP，对变电站断路器处于线路1．2事故原因简析检修断开或因事故跳闸时的雷电侵人波过电压进行线路1与线路2在点相连(见图1)，线路1系统的仿真计算，并对防雷措施进行了分析。的波阻抗为z，线路2的波阻抗为z。Ulq为雷电人射波，“为的折射波，为反射波。当线路末端因1500kV断路器雷击事故及原因简析断路器跳开而开路时，相当于线路2的波阻抗

6、是无穷大的。根据行波的传播理论]，当入射波传入到达1．1雷击事故简述开路的线路末端点时，会在点发生全反射，使文献[1]至文献I-3]分别介绍了500kV、220kV点的电压幅值变为原来的2倍。及11OkV变电站断路器因雷击发生外绝缘击穿的当变电站的断路器处于断开状态下，变电站出事故案例，这些案例的共同点有：事故地区多雷雨；线受到雷击产生雷电入侵波时，雷电入侵波的传播正常运行的线路侧断路器其外侧未安装避雷器；杆过程即相当于线路末端开路的情况，这种情况下会塔对地电阻略大，起不到足够的对雷电波的削弱作在断路

7、器断口产生2倍的雷电过电压；同时由于变用；在断路器断开时，线路遭受雷击，雷电波在断路电站引线较多，雷电侵入波在换流站交就部分内部器断口处发生全反射，产生较高的过电压，导致断路会发生多次折射和反射，导致断路器端口上多次形器的绝缘闪络。成较高的过电压值，造成断El外绝缘的绝缘击穿。收稿日期：2015—01—12作者简介：靳彦辉(1970)，男，工程师，从事电力生产运行工作。·45·2015年6月Jun．2015第43卷第3期(总第238期)Vo1．43No．3(Ser．NO．238)—!!)．_’—；!]

8、．_．线路2避雷器线路避雷器，4，，／／一，1U2qZl‘，f}_——’-{l103I+——／，¨irI＼-图1行波的折射和反射示意图2断路器断开状态下雷电侵人波过电压仿真计算2．1仿真建模仿真采用国际通用的电磁暂态计算程序⋯删EMTP。在进行EMTP的仿真计算时要对变电站及其进线段的各电气设备进行合理地模拟，建立尽量准确的模型。过电压校核计算中的模型均根据事故具体情况进行选取。在建立模型时，为了更好地模拟线赂1线路3线路5事故时的实际情况，将变电站的进