基于ATP-EMTP变电站雷击过电压研究

发布时间：2017-08-22 18:38

  本文关键词：基于ATP-EMTP变电站雷击过电压研究

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【摘要】：随着我国的电力系统的电压等级不断提升,500kV变电站在电力系统高压输电中的作用越来越重要,一旦其遭受雷击导致雷害,轻则影响电力系统的正常运行,重则将造成电气元器件损毁而引发大区域停电事故,甚至导致人员伤亡。变电站内的电气设备无自动修复功能,一旦遭受雷击破坏,对其进行修复及其重新安装设备非常麻烦。变电站的雷击防护性能对电力系统的安全运行一直起着至关重要的作用,为此对超高压500kV变电站提出了更高的防雷要求。由于雷击输电导线的概率远远大于雷电直击变电站,雷击输电线路对变电站的安全运行造成更大的威胁。在进行电力系统的相关工程规划设计的过程中,研究输电线路遭受雷击时雷电波入侵变电站而导致的站内各电气设备产生过电压,目的是确定各电气设备上的过电压的特点,从而对变电站内的各电气设备进行科学合理的绝缘配合,对变电站及其电气设备进行科学的雷击保护。本论文以四川某500kV变电站作为研究对象,通过ATP-EMTP仿真软件对其进行雷击过电压仿真研究。本文研究的主要内容:①分析了雷电形成的机理,雷电的各类参数以及雷击过电压形成原理。并根据ATP-EMTP仿真软件建立适合仿真需求的各类元器件模型及参数,主要包括雷电放电模型、输电线杆塔模型、输电线路模型、避雷器模型、站内其他电气设备模型等。②通过研究不同的落雷情况(近端落雷,远端落雷)与不同的变电站运行方式(单线单变,单线双变,双线双变,双线单变)下,雷电侵入波对站内各设备所产生的过电压进行研究,统计了各种运行方式下各设备所产生的过电压,并对其进行阐述及分析。③分析得出:近区落雷(1号杆塔)在变电站内的一些电气设施设备所产生的雷击过电压要比远区落雷(6号杆塔)高得多;变电站不同的运行方式也对电气设备上的过电压的大小有不少的影响,在双线双变的运行方式下,站内各设备所承受的雷击过电压最小,而单线单变的运行方式下雷击过电压最大;母线上加装避雷器与不加装避雷器,所探测到的雷击过电压值相差很大,母线不加装避雷器时站内各电气设备的过电压值明显高于母线加装避雷器;站内各电气设备中变压器所受的过电压较大,同时,装避雷器前后变压器所受过电压变化最小。④研究了各电气设备上的过电压的分布跟变化规律,从而对变电站内的各电气设备进行科学合理的绝缘配合,确定变电站内各电气设备的绝缘强度,并且计算各电气设备在确定的绝缘强度下的绝缘裕度,并对变电站的防雷提出几点建议:输电线路及设备加装避雷器;输电线路采用双避雷线;降低输电线杆塔的接地电阻。
【关键词】：ATP-EMTP 500kV变电站 雷击过电压 运行方式
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM63;TM863
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-14
• 1.1 选题背景和研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 本文所做的工作12-14
• 2 雷击过电压概述14-25
• 2.1 雷电的形成及放电机理14-15
• 2.2 雷电参数的统计数据15-18
• 2.2.1 雷电流的波形及其带电性15
• 2.2.2 雷电流特征15-16
• 2.2.3 雷电放电特性和时间16-17
• 2.2.4 雷电日和雷电小时17
• 2.2.5 落雷密度17-18
• 2.3 雷电流波形18-20
• 2.4 雷电放电模型20-21
• 2.5 输电线路上过电压的形成21-24
• 2.5.1 雷直击产生绕击过电压22-23
• 2.5.2 雷直击产生反击过电压23-24
• 2.6 变电站防雷24-25
• 3 计算方法及基于ATP/EMTP计算模型25-33
• 3.1 变电站防雷分析概述25-27
• 3.2 雷电入侵变电站的方式27
• 3.3 雷击点的选取27-28
• 3.4 暂态概述28
• 3.5 计算模型及设备参数28-33
• 3.5.1 雷电流模型29
• 3.5.2 杆塔模型及参数29-30
• 3.5.3 输电线路模型及参数30-31
• 3.5.4 避雷器模型及参数31
• 3.5.5 变电站内其他各设备参数31-33
• 4 过电压分析与计算33-57
• 4.1 变电站主接线图及其运行方式33-35
• 4.2 运行方式35-42
• 4.3 计算结果及其分析42-52
• 4.3.1 各设备雷击过电压仿真计算结果42-51
• 4.3.2 结果分析51-52
• 4.4 绝缘配合与绝缘裕度分析52-55
• 4.5 变电站及输电线路防雷措施概述55-56
• 4.6 变电站防雷措施建议56-57
• 5 总结与结论57-59
• 参考文献59-62
• 致谢62-63

【参考文献】

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1 王静;基于PSCAD/EMTDC的泸州500kV变电站雷击过电压分析[D];四川大学;2006年

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本文编号：720779