70.特高压串补站的雷电侵入波保护.pptVIP

特高压串补站的雷电侵入波防护 高飞 陈维江 颜湘莲 2009年11月 武汉 提纲 引言 串补站的主接线与参数 串补站雷电侵入波保护措施 串补站雷电侵入波计算分析 结论 引言 以特高压电网为骨干网架的坚强智能电网正在全面建设中，特高压串补技术即将被采用。 特高压串补站耐雷性能的研究对串补站的设计起着重要的作用，需要尽快开展。 本文采用组合统计法对特高压串补站耐雷性能进行研究，以安全运行年来评价防雷保护措施的优劣。 串补站的主接线与参数 串补站装设在特高压变电站/开关站两侧 串补装置一次设备主接线图（采用MOV+间隙的保护方案） 串补站的主接线与参数 研究中使用的特高压开关站等值接线与电气距离 串补站的主接线与参数 串补装置的参数 串补站雷电侵入波保护措施 串补站雷电侵入波计算分析 雷电过电压仿真计算中采用的仿真模型参数介绍 杆塔闪络模型与雷击模型 特高压串补站的等值模型与电气距离 串补站雷电侵入波计算分析 站内管母与连接线 平台对地电容 主要电气设备的入口电容值 串补站雷电侵入波计算分析 耐雷性能分析方法 选择最严酷的系统运行方式 考虑的雷电侵入波形式 串补站雷电侵入波计算分析 串补站雷电侵入波计算分析 串补站雷电侵入波计算分析 串补站雷电侵入波计算分析 串补站雷电侵入波计算分析 串补站雷电侵入波计算分析 串补站雷电侵入波计算分析 串补站雷电侵入波计算分析 串补站雷电侵入波计算分析 结论 * 中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE P* 中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE P* 中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE P* 图1 串补装置一次设备原理图 图2 特高压开关站等值接线及电气距离 112.5uF/172.2kV 出线1#侧电容器组电容量/额定电压 2.3pu MOV保护水平（40kA） 140.3uF/136.2kV 出线2#侧电容器组电容量/额定电压 6kA 特高压线路加装串补装置后的额定电流 2400kV 2400+900kV 2250kV 全波耐受 站内其他设备 GIS断路器断口 变压器、电抗器 站内设备 特高压串补站安装在开关站两侧，侵入波保护原则应与变电站/开关站相同。 避雷器 塔形 避雷线保护角 杆塔接地电阻 串补站设备的对地绝缘 支柱绝缘子 光纤信号柱 阀冷却水管 特高压串补装置对地绝缘的额定全波雷电冲击耐受电压的选取与特高压变电站内设备一致 图3 在ATP中使用的杆塔以及雷击模型 图4 串补站的等值模型以及电气距离 213pF 150pF 5000pF 5000pF 150pF 串补平台 接地开关 CVT 高抗 支柱绝缘子 双断路器运行 1#断路器检修 2#断路器检修 起动方式 线路保护动作单相跳闸待重投 运行方式 直击雷过电压 反击雷过电压 感应雷过电压 不考虑 雷电侵入波形式 文中以站内设备安全运行年Y为指标评判雷电侵入波保护方法的优劣。Y的表达式如下： 其中NL线路每年落雷次数，一般认为造成站内设备损坏的多为近区雷击，变电站/开关站的进线保护段长度取2km。 N2km可由下式计算： 绕击故障率Pr的计算方法 把雷电绕击线路造成站内设备故障看成是随机事件A，该事件的发生包含3个独立的随机变量：雷击点L、雷电流极性与幅值I、瞬时工作电压U。 采用区间组合法计算雷击故障率，所有随机变量都进行了离散，分区间进行组合，对其中一些随机变量以计算结果偏严为原则做了简化，下面分别介绍每个随机变量的概率表达式 。 雷击点L 假设每个档距内的绕击点均在档距末端边相导线上，进线保护段共有6基杆塔，故有： PLi=1/6，i=1...6。 雷电流极性与幅值I 取负极性雷，雷电流概率分布按下式计算： 通过仿真计算，可以得到造成站内设备故障的最小绕击电流Irmin。根据电气几何模型法原理可计算出最大绕击电流Irmax由下式计算绕击故障率PIr，计算中需考虑绕击率Pα(Ir) 的影响。 其中 瞬时工作电压U 文中将其电角度在一个周期(0，2π)内均匀地离散为12个区间，每个区间长度为π/6，取该区间两端电压的平均值代表该区间上的电压值。鉴于余弦函数的对称性，12个区间分别由6个不同的电压值来代表，于是瞬时工作电压Uj的概率分布PUj为 PUj=1/6，j=1...6 综上所述，站内设备绕击故障率Pr可以表示为下式 反击故障率Pf的计算方法 雷电反击线路造成站内设备故障同样包含3个独立的随机变量：雷击点L、雷电流极性与幅值I、瞬时工作电压