邵昱　拜姝羽　胡斐然　王超

摘 要：本文首先建立500kV變電站在雷電波沖擊下的仿真模型，再建立繞擊雷電波電源模型。將雷電波電源接于變電站的一條出線，利用ATP-EMTP進(jìn)行各種情況下的仿真計算，確定作用于各設(shè)備的過電壓是否超過其過電壓耐受水平。

關(guān)鍵詞：過電壓;ATP-EMTP;接地電阻;避雷器

中圖分類號：TM63;TM863文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）26-0124-03

本文建立500kV變電站在雷電波沖擊下的仿真模型與繞擊雷電波電源模型。將雷電波電源接于變電站的一條出線，進(jìn)行各種情況下的仿真計算。

2 計算結(jié)果分析

本次仿真采用繞擊一號桿塔，且此時對只運行一條線路的情況進(jìn)行仿真計算，以觀察進(jìn)線上各種設(shè)備的電壓大小及絕緣子串的閃絡(luò)情況。消除因絕緣子串閃絡(luò)而產(chǎn)生泄漏電流的影響，雷電流幅值應(yīng)取絕緣子串未閃絡(luò)情況下的最大值，經(jīng)仿真計算為30kA。現(xiàn)選取只運行一號出線，將其余4條出線斷開。

當(dāng)雷電流為29kA時，繞擊一號桿塔，一號絕緣子串的電壓波形如圖1所示。

當(dāng)雷電流為30kA時，繞擊一號桿塔，一號絕緣子串的電壓波形如圖2所示。

從圖1和圖2可以看出，當(dāng)雷電流為29kA時，一號絕緣子未發(fā)生閃絡(luò);當(dāng)雷電流為30kA時，一號絕緣子開始閃絡(luò)。因此，取未發(fā)生閃絡(luò)情況下的最大值，即取雷電流為29kA，進(jìn)行仿真計算。當(dāng)雷電流為30kA時，繞擊一號桿塔，觀察一號出線端處電壓互感器的電壓波形，通過觀察各種情況下的電壓波形，分析接地電阻大小與避雷器運行狀態(tài)對過電壓大小及波形的影響。

2.1 進(jìn)線端避雷器正常運行

接地電阻為2Ω時，9號電壓電壓互感器波形如圖3所示。

由圖3和圖4可以看出，當(dāng)接地電阻一定時，在進(jìn)線端加裝避雷器，一方面可有效限制設(shè)備過電壓水平，另一方面可以使設(shè)備的過電壓盡快恢復(fù)，有效提高了設(shè)備的耐雷水平，保障了設(shè)備正常運行[8]。進(jìn)線端避雷器正常運行時，改變一號桿塔的接地電阻，各臺設(shè)備的電壓值如表3所示。

由表3的計算結(jié)果可知，當(dāng)進(jìn)線端避雷器正常運行時，各臺設(shè)備的耐雷水平隨一號桿塔接地電阻的增大而減小。

當(dāng)接地電阻為2Ω時，改變進(jìn)線端避雷器的運行狀態(tài)，各臺設(shè)備的電壓值如表4所示。

由表4的計算結(jié)果可知，當(dāng)一號桿塔的接地電阻一定時，避雷器退出運行時的過電壓水平比正常運行時高得多，在進(jìn)線端加裝避雷器可有效提高各臺設(shè)備的耐雷水平，預(yù)防超出規(guī)程規(guī)定的過電壓的出現(xiàn)，有效保護(hù)各臺設(shè)備的安全運行[9]。

3 結(jié)論

本次仿真通過改變接地電阻值大小及在進(jìn)線端加裝避雷器得出以下兩點結(jié)論：①設(shè)備的過電壓水平隨著桿塔接地電阻的增大而增大，接地電阻值越大，各臺設(shè)備的過電壓越高;②在進(jìn)線端加裝避雷器可有效降低各臺設(shè)備的雷擊過電壓水平。

改進(jìn)措施有以下兩點。①通過采取各種措施盡量減小各個桿塔的接地電阻，尤其是減小距離變電站較近的桿塔的接地電阻。常用方法有：第一，接地網(wǎng)盡量選在低洼潮濕的地帶;第二，盡量增加接地樁的深度和數(shù)量;第三，連接接地樁盡量采用寬點的帶鐵，并盡量埋深點;第四，提高桿塔接地處的土壤鹽堿度;第五，在接地極上涂抹防銹、防腐材料。②在各條線路進(jìn)線端加裝氧化鋅避雷器，以有效降低整個變電站的過電壓水平，在重要設(shè)備及母線旁加裝避雷器，提高保護(hù)效果。

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