1000kV变电站雷电侵入波的分析研究

论文摘要

1000kV特高压交流输电系统的建设是未来电力发展的主要趋势,而特高压变电站是整个电力系统的枢纽站,一旦雷击损坏,将直接影响电网的安全运行,势必造成严重的后果,因此要求有可靠的防雷措施。由于雷击线路的机会比雷直击变电站要多,沿线路侵入变电站的雷电过电压行波是很常见的,所以对特高压系统的变电站进行雷电侵入波过电压的分析研究是十分必要的。本论文以某1000kV特高压GIS变电站为例,采用国际通用的电磁暂态程序ATP-EMTP进行分析计算。仿真中,将变电站和进线段结合起来,并加入了线路终端的模拟,雷击点选择近区雷击,考虑变电站运行方式、工频电压、冲击接地电阻等因素的影响,对雷电侵入波在变电站电气设备（主要是变压器）上产生的过电压进行精确的计算分析,找出过电压的分布及变化规律,提出相应的雷电过电压保护措施,对电气设备的保护提供了有价值的参考依据；对于同类问题的运行计算也有一定的工程应用价值。由于ATP-EMTP建立考虑冲击电晕的输电线路模型很困难,为可靠起见,本文不考虑输电线路的冲击电晕的影响。所以,计算出的结果偏安全侧。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 论文研究的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 2 雷电侵入波过电压计算的数值分析法
• 2.1 贝杰龙数值计算方法
• 2.1.1 均匀无损导线的计算电路
• 2.1.2 集中参数元件的等值计算电路
• 2.1.3 节点电压方程和节点导纳矩阵
• 2.2 变电站内各电气设备的数值化处理
• 2.2.1 变压器的数学模型
• 2.2.2 避雷器的数学模型
• 2.3 仿真软件
• 2.3.1 ATP-EMTP简介
• 2.3.2 主要功能
• 2.3.3 程序中计算步长的选取
• 2.4 本章小结
• 3 研究方法及模型建立
• 3.1 雷电侵入波方式
• 3.2 仿真模型和计算数据
• 3.2.1 雷电模型
• 3.2.2 输电线路模型
• 3.2.3 杆塔模型
• 3.2.4 绝缘子闪络模型
• 3.2.5 避雷器模型及伏安特性曲线
• 3.2.6 GIS管道及母线、站内设备连接线
• 3.2.7 变电站内电气设备的计算模型
• 3.2.8 电气设备的雷电冲击绝缘水平
• 3.3 本章小结
• 4 仿真分析
• 4.1 特高压GIS变电站电气主接线及运行方式
• 4.1.1 电气主接线
• 4.1.2 计算运行方式
• 4.2 雷电反击计算分析
• 4.2.1 运行方式的影响
• 4.2.2 雷击点的影响
• 4.2.3 工频电压的影响
• 4.2.4 冲击接地电阻的影响
• 4.2.5 主变与避雷器电气距离的影响
• 4.2.6 几个特殊问题的说明
• 4.3 雷电绕击计算分析
• 4.4 本章小结
• 5 防雷保护方案的研究
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集