500kV变电站雷电侵入波保护研究

摘要

雷电侵入波过电压是变电站、发电厂雷害事故的主要原因，如何合理准确地仿真计算出变电站、发电厂的雷电侵入波过电压有着重要的意义：根据计算结果选择经济可靠的防雷保护方案，并评估变电站、发电厂的防雷性能。 500kV变电站是电力系统的枢纽，一旦发生雷害事故，将造成大面积停电；并且站内的变压器等主要电气设备的内绝缘大多没有恢复能力，万一雷害损坏，修复起来十分困难，势必造成严重的后果。因此对500kV变电站进行雷电侵入波过电压研究是十分有必要的。 雷电侵入波过电压受到进线段绝缘子串伏秒特性，杆塔冲击接地电阻，变电站运行方式，以及雷击点的影响。在仿真计算时要充分考虑到各种影响因素，并能尽量准确模拟雷电流、变电站及其进线段的各电气设备：雷电流源，绝缘子串，杆塔，导线，避雷器，母线，变压器及其它电气设备。 研究时将雷电流当成一电流源直接加在杆塔塔顶，运用EMTP中的TACS功能模拟绝缘子串的闪络，计算分析闪络后雷电流经导线进入变电站而在站内的电气设备上产生的雷电过电压。 本论文以石棉500kVGIS变电站、雅安500kVAIS变电站为例，将变电站和进线段结合起来，视为一个统一的网络。并考虑绝缘子串冲击伏秒特性和杆塔冲击接地电阻等影响因素，分远区及近区落雷，采用国际通用的电磁暂态计算程序( EMTP) 对500kV 变电站的雷电侵入波过电压进行计算和研究，得到GIS、敞开式变电站防雷保护的特点，进而选择合理的防雷保护方案，并分析各影响因素的影响效果，以供变电站设计时参考。在EMTP中输电线路的电晕效应比较难于模拟，没有合适的线路模型可供选择，为可靠起见，本论文不考虑输电线路的电晕效应，计算结果偏安全侧。