贝杰龙算法在墨江500kV变电站雷击过电压计算中的应用

摘要

随着电网容量的增加，电压等级不断提高，500kV变电站已经成为当前和以后我国电力系统的枢纽站，在电网中具有极其重要的地位。对于500kV变电站的雷击过电压、绝缘配合的分析计算与研究是当前规划设计面临的重要课题，一旦雷击损坏，将直接影响大网、主网的安全可靠运行，造成严重的后果，因此要求有可靠的防雷措施，而目前我国对于500kV的避雷尚未颁布技术标准和规范，在进行规划设计时必须针对不同各变电站的具体情况进行详细分析计算。变电站的雷害来源主要有两种：一是雷直击变电站；二是沿线路传过来的雷电波。由于雷击线路的机会远比雷直击变电站多，因此沿线路侵入变电站的雷电过电压行波是很常见的，是对变电站电气设备构成威胁的主要方式之一，这也是进行雷击过电压进行分析的重要内容。因此，对雷电侵入波在变电站电气设备上所产生的过电压进行仿真分析和计算，找出过电压分布与变化的规律，对防护雷电过电压、保护电气设备提供有价值的参考依据，可进一步优化变电站的工程设计，提高运行的安全可靠性。 本文首先阐述了对电网进行雷击过电压计算的意义以及雷击过电压计算的现状和发展趋势，在此基础上分析了过电压计算的基本理论和方法，分析了贝杰龙算法用于电网雷击过电压计算的重要意义。文中利用贝杰龙方法建立了输电线路、电感、电容和电阻等元件的等效模型，将分布参数线路以及电容、电感用集中参数的阻抗和等效电流源的并联电路来表示，使三相输电线路等值电路的两端电量在拓扑关系上没有联系，只靠等值电流源的历史记录互相的联系，简化了计算，方便编程。基于贝杰龙方法的数学模型，本文编制了一套计算程序将变电站和进线段结合起来，雷击点分为近区雷击和远区雷击，对作者及所在单位承担的云南墨江500kV变电站雷击侵入波过电压进行了系统的计算和研究，为该变电站防雷保护设计提供了参考和确定设备的绝缘水平。 本文的研究主要针对墨江500kV变电站进行研究，并已经在工程设计中得到了应用。本文所提出的分析研究方法，对于同类问题，也有一定的参考价值。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1选题背景和研究意义

1.2选题的意义

1.3国内外研究现状

1.3.1防雷分析仪

1.3.2补偿法

1.3.3电力系统数字仿真

1.4本文所做的工作

2输电线路雷电过电压概述

2.1雷电波的形成

2.2雷电参数的统计数据

2.2.1雷电流的波形和极性

2.2.2雷电流的幅值、波头、波长和陡度

2.2.3雷电放电重复冲击次数和总持续时间

2.2.4雷电日和雷电小时

2.2.5地面落雷密度

2.3雷电流的等值波形

2.3.1标准冲击波

2.3.2等值斜角波

2.3.3等值余弦波

2.4雷电放电的计算模型

2.5输电线路上过电压的形成

2.5.1输电线路的感应过电压

2.5.2直击雷绕击过电压

2.5.3直击雷反击过电压

3贝杰龙法计算电力系统过电压

3.1输电线路的贝杰龙模型

3.2集中参数元件的贝杰龙模型

3.3氧化锌避雷器及其数学模型

3.4用贝杰龙法计算过电压程序框图

4基于贝杰龙法的墨江500kV变电站雷击过电压仿真计算

4.1变电站防雷分析概述

4.2墨江500kV变电站雷击过电压防护总体分析

4.3电路模型

4.4运行方式及其主接线图

4.5雷击过电压计算

4.5.1侵入波参数确定

4.5.2线路参数计算

4.5.3设备参数计算

4.6计算结果及其分析

4.6.1母线不加避雷器时计算结果与分析

4.6.2母线加避雷器后计算结果与分析

4.6.3高抗回路不加避雷器时计算结果与分析

4.7绝缘配合与绝缘裕度分析

4.7.1设备绝缘水平确定

4.7.2设备绝缘裕度计算

5结论

参考文献

独创声明

致谢