特高压变电站雷电侵入波过电压分析及防护研究

摘要

特高压输电线路电压等级高，输电距离远，输送容量大，无论从经济利益的角度还是人身财产安全的角度，确保特高压输电系统的安全稳定运行都有着十分重要的意义。我国是一个多雷电国家，雷击一直是威胁电网安全运行的最大隐患之一，雷击跳闸是导致输电线路故障的最主要原因。变电站作为电力系统的枢纽，一旦遭受雷害事故导致设备损坏甚至停运，将造成难以估量的损失，因此需要制定好防雷措施。多年的运行统计表明，造成变电站雷害事故的主要原因并非雷电直击变电站，而是沿线路传播来的雷电侵入波。另一方面，特高压输电工程建成年限较短，并无太多公开的运行数据，尤其缺乏雷电冲击电压作用时的详细资料。因此，特高压变电站的雷电侵入波过电压分析及防护研究是有必要的。
　　本文以某1000kV GIS变电站为研究对象，将变电站及其进线段作为统一网络处理，对雷击暂态时的输电线路上各模块以及变电站内各模块进行等效建模，冲击电晕是导致过电压波衰减和变形的主要因素，建模时加入了冲击电晕模块更符合实际。根据模型暂态计算的结果借助EMTP—ATP电磁暂态仿真软件搭建了变电站的仿真模型。对于特高压变电站，参考以往500kV变电站的防雷经验，从实际情况、计算参数选取的差异性这两个角度来讨论雷电侵入波过电压的多个影响因素。同时，论文对避雷器的配置问题进行了研究，讨论了线路避雷器对于进线段防雷及雷电侵入波过电压的影响。结合雷电侵入波过电压分析的结果对变电站内的避雷器保护配置方案进行探究，制定了针对该变电站的保护措施，最后结合实际情况对变电站及进线段的雷电侵入波防护工作提了几点建议。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究现状

1.3 本文研究内容

2 模型等效及计算

2.1 雷电放电及等值模型

2.2 输电线路杆塔模型

2.3 架空线路模型

2.4 绝缘子闪络模型

2.5 输电线路冲击电晕模型

2.6 变电站电气设备等效

3 雷电侵入波过电压分析

3.1 研究方法

3.2 雷击类型与雷电过电压

3.3 雷电反击侵入波过电压影响因素分析

4 避雷器配置研究

4.1 线路避雷器研究

4.2 变电站避雷器配置方案

5 变电站雷电侵入波防护措施

5.1 变电站防护措施

5.2 进线段防护措施

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

致谢