500 kV GIS變電站雷電侵入波過電壓分析研究
馮汝明1,2，車傳強(qiáng)1,2，趙磊1,2，武春華3，劉天宇1,2，王慧君1,2，趙俊1,2，種佳麗1,2
(1 內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000；
2 內(nèi)蒙古自治區(qū)高電壓與絕緣技術(shù)企業(yè)重點實驗室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000；
3 內(nèi)蒙古匯能人力資源有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)
摘 要：500 kV 變電站在發(fā)生雷電侵入過電壓時，雷電波將沿線路傳入變電站，嚴(yán)重影響設(shè)備的絕緣水平。對金屬氧化鋅避雷器 (MOA) 的工作原理、特性以及建模進(jìn)行了分析，以某 500 kV GIS 變電站為對象，利用 ATP-EMTP (電磁暫態(tài)程序) 對雷擊侵入波過電壓進(jìn)行了仿真研究。計算了變電站進(jìn)線落雷時 GIS 內(nèi)部斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電抗器及出線套管和變壓器上的雷電過電壓，比較了 MOA 在不同位置和運行方式下的雷電過電壓，分析了 MOA 的防雷效果。結(jié)果表明，雷擊于 #2 和 #3 桿塔時站內(nèi)電氣設(shè)備上的過電壓幅值最高可達(dá) 1 689.3 kV，通過合理位置加裝 MOA，過電壓幅值降至 625.2 kV。
關(guān)鍵詞：GIS 變電站；雷電侵入波過電壓；金屬氧化鋅避雷器
中圖分類號：TM863 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3175(2021)08-0029-06
Analysis of Lightning Intrusion Over-Voltage of 500 kV GIS Substation
FENG Ru-ming1,2, CHE Chuan-qiang1,2, ZHAO Lei1,2, WU Chun-hua3, LIU Tian-yu1,2, WANG Hui-jun1,2, ZHAO Jun1,2, CHONG Jia-li1,2
（1 Inner Mongolia Power Research Institute, Hohhot 010000, China;
2 Inner Mongolia Autonomous Region High Voltage and Insulation Technology Enterprise Key Laboratory, Hohhot 010000, China;
3 Inner Mongolia Huineng Human Resources Co., Ltd, Hohhot 010000, China）
Abstract: When lightning intrusions into over-voltage in 500 kV substation, lightning waves will be transmitted to the substation along the line, which will seriously affect the insulation level of equipment. The operating principle, characteristics and modeling of metal zinc oxide arrester (MOA) were analyzed. Taking a 500 kV GIS substation as the object, the lightning wave over-voltage was simulated by ATP-EMTP (electromagnetic transient program). The lightning over-voltage on GIS circuit breaker, disconnecting switch, voltage transformer, reactor,outlet bushings and transformers when the incoming line of substation falls lightning is calculated. The lightning over-voltage of MOA in different position and operation mode is compared, and the lightning protection effect of MOA is analyzed. The results show that the maximum over-voltage amplitude on the electrical equipment in the station when lightning strikes # 2 and #3 tower can reach 1 689.3 kV, and the overvoltage amplitude can be reduced to 625.2 kV by installing MOA in the reasonable position.
Key words: GIS substation; lightning intrusion wave over-voltage; metal zinc oxide arrester (MOA)
參考文獻(xiàn)
[1] 李洪濤.500 kV 變電站雷電侵入波保護(hù)研究[D]. 重慶：重慶大學(xué)，2006.
[2] 張紹林. 變電站過電壓分析及防護(hù)措施[D]. 北京：華北電力大學(xué)，2013.
[3] 趙智大. 高電壓技術(shù)[M] . 北京：中國電力出版社，2018.
[4] 賈東瑞，謝興利，趙東成，等. 基于 ATP 的 500 kV GIS 變電站雷電侵入波過電壓分析[J] . 電瓷避雷器，2013(6) ：100-105.
[5] 文斌，馬儀，李寶樹，等. 變電站斷路器雷電侵入波過電壓防護(hù)措施仿真分析[J] . 科學(xué)技術(shù)與工程，2013，13(2) ：487-490.
[6] 韋成杰，馬蕾. 氣體絕緣金屬封閉輸電線路雷電侵入過電壓研究[J]. 電瓷避雷器，2018(3) ：45-49.
[7] 林莘，庚振新，徐建源，等.550 kV 全封閉組合電器快速暫態(tài)過電壓影響因素分析[J] . 電網(wǎng)技術(shù)，2009，33(19) ：190-194.
[8] 林莘. 現(xiàn)代高壓電器技術(shù)[M] . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.
[9] 李志兵，顏湘蓮，王浩，等. 金屬氧化物避雷器在陡波下的試驗與模型分析[J] . 高電壓技術(shù)，2012，38(10) ：2698-2706.
[10] 趙麗，李涵. 金屬氧化物避雷器雷擊失效概率分析[J]. 電瓷避雷器，2016(5) ：126-129.
[11] 張桂紅，郭潔，徐燕飛，等. 金屬氧化物避雷器陡波下模型的準(zhǔn)確性分析[J] . 高電壓技術(shù)，2007，33(3) ：83-86.
[12] 許穎，徐士珩. 交流電力系統(tǒng)過電壓防護(hù)及絕緣配合[M]. 北京：中國電力出版社，2006.
