750kV银川东变电站330kV线路雷电侵入波过电压分析.pdfVIP

宁夏电力) 2 0 0 8 年第 1 期 7 5 0 k v 银川东变电站3 3 0 k v 线路 雷电侵入波过电压分析 张爽 ， 田蓓 ， 周宗川 ， 黄永宁 。 杨鹏程2 ， 谢海滨2 ， 陈水明2 ( 1 宁夏电力科技教育工程院， 银川市7 5 0 0 1 1 ； 2 清华大学电机系。 北京市1 0 0 0 8 4 ) 摘要： 采用p s c a d e m t d c 程序计算分析 了西北电网兰州东一 银川 东榆变电工程7 5 0 k v 银川东变电站 3 3 0 k v线路雷电侵入波过电压保护， 考虑了不同运行方式、 不同雷击点的情况， 还计算分析了杆塔冲击接地电 阻、 避雷器的布置及参数对保护效果的影响。结果表明， 该工程的雷电侵入波保护避雷器的配置和接线方式 满足 安全可靠性的要 求。 关键词 ： 雷电； 侵入波 ； 避雷器； 冲击接地电阻 ； 7 5 0 k v 输 变电工程 中图分 类号：t m8 6 2 文献标志码 ： b 文章编号 ： 1 6 7 2 3 6 4 3 ( 2 0 0 8 ) 0 1 0 o l 1 - 0 3 th e a n a l y s i s o f l i g h t n i n g i n t r u d i n g wa v e o v e r v o l t a g e a l o n g 3 3 o k v t r a n s mi s s i o n h n e i n 7 50 kv yi nc h uan do ng s ub s t at i on z n cs h u , m# ,t l nb e p , z ho uz o n g - -c h u a n i m j a ncv o ,y a ngp e n g - c h e n g 2, x m ha l - b t n , a_五 e n s h i i i n ( 1 ， n i n g x i a e l e c t r i c p o w e r s c i e n t i fi c t e c h n o l o g y& t r a i n i n g e n g i n e e r i n g i n s ti t u t e ， y i n c h u a n ， 7 5 0 0 1 l ， c h i n a ； 2 ， d e p t 、 o f e l e c t ri c e n g i n e e ri n g ， t s i n g h u a u n i v ， b e ij i n g 1 0 0 0 8 4 ， c h i n a ) ab s t r a c t ： c a l c u l a t e s a n d a n a l y z e s t h e l i g h t n i n g i n t r u d i n g wa v e o v e r v o l t a g e p r o t e c ti o n a l o n g 3 3 0 k v t r a n s mi s s i o n l i n e i n 7 5 0 k v yi n c h u a n d o n g s u b s t a t i o n b y n u me ri c al s i mu l a ti o n wi t h p s cad e mt dc co n s i d e r i n g s o me f a c t o r s , i n c l u d i n g t h e d i ff e r e n t o p e r a t i o n mo d e a n d l i g h t h i n g s t r i k e l o c a ti o n ， a l s o c a l c u l a t e s a n d a n aly z e s the i n f e c ti o n o f the i mp u l s e g r o u n d i n g r e s i s t a n c e o f t r a n s mi s s i o n t o w e r ， the l i s h t n i n g a r r e s t e r s蛐n g g an d p a r a me t e r f o r p r o t e c ti o n e ff e c t t h e c al c u l a t e d r e s u l t s i n d i c a t e the s c h e m e o f i i g i 1 t n i n g p ro t e c ti o n i n thi s p r o j e c t i s r e a s o n a b l e ke y wo r d s ： h tni n g ； i n t r u d i n g w a v e ； l i g h t n j n g a r r e s t e r ；i mp u l s e g r o u n d i n g r e s i s ta n c e ； 7 5 0 k v t r a n s mi ssi o n a n d t r a n s f o r mi n g p r o j e c t 1 前言 宁夏电网是西北电网的重要组成部分， 目前主网电压等 级为 2 2 0 k v。 最高电压等级为 3 3 0 k v， 通过四回 3 3 0 k v线路 与西北电网联网运行， 与西北电网联网运行的交换功率极限 1 1 6万 k w。根据宁夏电网“ 十一五” 发展规划 ， 电源方面 ， 2 0 0 7年-20 0 8 年 。灵武电厂 2台6 o万 k w机组相继投运 ， 2 0 0 8 年- 2 0 0 9年鸳鸯湖 2台 6 0万 k w机组相继投运， 2 0 1 0 年， 大坝电厂三期冰洞沟电厂各1 台6 o 万k w机组投运。 网架 方面， “ 十一五 i 期， 建设7 5 0 k v兰州东至铡 i i 东交流喻变电工 程。 7 5 0 k v送电规模1 2 0 万 k w一 1 5 0 万k w， 主 纳黄河 匕 游 水电。 7 5 0 k v变电站由于电气设备众多 ，而且处于枢纽位 置， 从可靠性和技术经济性出发， 一般需对 7 5 0 k v变电站 的雷电侵入波进行研究1 1 - 3 。 而本文所讨论的7 5 0 k v银川东 变电站， 作为一个枢纽， 非常重要， 需结合该 7 5 0 k v变电站 的实际情况。 对从 3 3 0 k v线路的雷电侵入波的防护进行研 究， 从而确定避雷器的台数以及布置方式， 保障该变电站的 收稿日期： 2 0 0 7 1 0 - 2 9 作者简介： 张爽( 1 9 8 2 一 ) ， 男， 助理工程师， 从事电力系统 自动化工作。 维普资讯 宁夏电力 2 o o 8年第 1 期 7 5 0 k v 银 川 东 变电 站3 3 0 k v 线 路 雷电 侵 入 波 过 电 压 分 析 安全经济运行。 本文采用 p s c a d e mt d c程序计算分析了 7 5 0 k v银 川东变电站的 3 3 0 k v线路雷电侵入波的保护， 考虑了不同 运行方式、 不同雷击点的情况， 还计算分析了杆塔冲击接地 电阻、 不同运行方式对保护效果的影响。 2 计算参数 2 1 3 3 0 k v架空线路参数 ( 1 )导线型号 2 x l g j 6 3 0 ， 分裂 间距 5 0 0 ra m， 导线计算 直径 3 3 6 ram。 ( 2 ) 变电站母线对地高度 1 2 2 m， 直径1 7 0 m m。 ( 3 ) 杆塔接 地电阻 ： 从 变电所 向线路 方向六 基杆塔 编 号为 r wr r w6 ， r wl rl 取 2 0 1 )， r w： 一 r w6 杆塔 r 2 取 2 0 1 ) 。 2 2 设备参数 2 2 1 避 雷器参数 变电站采用敞开式无问隙氧化锌避雷 器 ，额定电压有 效值 3 0 0 k v， 其它参数如表 1 所示。 2 2 ， 2电气设备的入 口电容 主变： 3 0 0 0 p f ； 电容式 电压互感器 ： 5 0 0 0 p f 。 2 2 3 电气设备 雷电冲击绝缘水平 电气设备的雷电冲击绝缘水平( b i l ) 列于表2 。 表 2 电气设备雷电冲击绝缘水平( k v) 主变 电压互感器 l 】 7 5 l 3 2 9 2 3 计算条件 2 3 1 雷电波侵入 采用雷击线路杆塔发生反击作为雷电侵入波。 2 3 2 雷电流参数 幅值 2 4 0 k a， 负极性， 2 6 5 0 #x s 波形。 2 3 3 雷击点 不考虑开关站杆塔 1 w 被雷击的情况 ，以t w。 为近区 雷击点 ， r w 为远 区雷击点 。 3 计算结果及分析 3 1 计算电路图 等值计算电路如图 1 所示。 3 2 主要的计算内容 计算时主要考虑了如下几方面的内容： ( 1 ) 雷击点的结果比较。 】 2 母线 电压互感 电压互感 母线 避雷器 器 i r f l 器 p t 2 避雷器 圈 1 银川东变 电站 3 3 0线路侧雷击过电压等值计算圈 ( 2 ) 杆塔冲击接地电阻的影响。 ( 3 ) 各主要设备处的过电压 ， 主要计算结果包括： 变压器人口处电压 v t ； 进线 p r r 处电压 v p t l 变压器人口处 电压 v p t 2 ； ( 4 ) 各主要设备的绝缘水平和绝缘配合裕度。 3 3 计算结果 3 3 1 雷击点的比较 由计算可知，雷击 r w， 时最为严重，计算结果如表 3 所示。在近区雷击点 t w、 时各设备上的过电压最高， 明显 高于附近其它杆塔雷击过程中的过电压。 表 3 不 同雷击点的计 算结果( k v) 3 3 2 杆塔接地 电阻的影响 ( 1 ) 杆塔 接地 电阻 的选取 刑 。 接地 电阻为 r 。 ， 刑 ： 一 i w6 接地 电 阻为 ，雷 击 r w ， 计算结果如表 5 所示。可见 ， 杆塔的接地电阻增加时， 对各点处的过电压影响很小。 表 5 杆塔接地电阻不 同时雷击 t w 时的计算结果 ( 2 ) 被击杆塔接地电阻的选取 被击杆塔接地电阻不同时的计算结果如表 6 所示。 从表 6的数据可以看到， 被击杆塔 刑 。 接地电阻对主 变入口以及主变入口p t过电压有一定影响，对进线处 过电压的影响较大。 上表中的数据， 进线处 p t 、 主变人口处 维普资讯 宁夏电力) 2 0 0 8 年第 1 期 7 5 0 k v 银 川 东 变 电 站3 3 0 k v 线 路 雷 电 侵 入 波 过 电 压 分 析 表 6 被击杆塔 r w ， 接地电阻不同时的计算结果 以及主变人v i 处 p 1 的过电压均低于相应的耐受值。因此。 在正常的接地电阻范围内，接地电阻对变电站设备的绝缘 的影响可以暂不考虑。 3 4 绝缘配合裕度 表 7列 出了被击杆 塔 阿 。 接地 电阻不 同避雷器 配置 下的配合裕度计算结果。可以看出， 接地电阻在设计值时。 竣工后的雷电侵人波保护避雷器的配置和接线方式的条件 下， 变电站内各设备在 2 4 0 k a的雷电流的作用下的雷电过 电压的绝缘配合有一定的裕度， 可保证变电站的安全运行。 表 7 绝缘配合裕 度 注 ：配合裕度： 旦 1 0 0 j l l 3 5 雷电侵入 波故障率 当变电站内的过电压超过设备的保证耐压时， 变电站内 部的设备将可能被破坏。 变电站的侵人波故障是由雷击输电 线路引人的过电压引起的。雷击不同近区杆塔时， 在内部产 生的过电压不同， 因此引起设备绝缘破坏的雷电流幅值也不 同。通过计算雷击近区不同杆塔导致内部设备破坏的雷电 流， 即可分析得到变电站的雷电侵人波故障率。 一 般可将终端塔置于变电站避雷针或独立避雷针的保 护范围， 这时雷击终端塔可以不考虑。 表 8为被击杆塔 t w。 冲击接地电阻取不同阻值时， 变电站侵人波故障率的计算。 表 8 被击杆塔 r w ， 冲击接地电阻取不同阻值时， 变电站侵入波故障率的计算( 次， 千年) r ( n) 堡 塑 壁 兰 一 ” 考虑雷击终端塔 不考虑雷击终端塔 4 结论和建议 根据对7 5 0 k v银川东变电站 3 3 0 k v线路雷电侵人过电 压的分析研究， 得出结论和建议如下： ( 1 ) 银川东变电站竣工后， 3 3 0 k v线路雷电侵人波保护 避雷器的配置和接线方式可以满足安全可靠性的要求。 ( 2 )进线处 p ， r 是过电压水平较高的地方， 建议将线路 避雷器的位置尽量靠近进线处 p ， r 。 参 考文献 ： 1 刘渝根， 刘纬。 陈先禄 5 0 0 k v变 电站雷 电侵入波研究 重庆 大学学报 ( 自然科学版) 2 0 0 0 2 3 ( 3 ) ： 1 7 1 9 2 陈禾， 江裕熬， 陈丽英 广州蓄能 水电厂 5 0 0 k v电气设备雷 电过电压计算