500kV GIS变电站雷击进线段塔顶雷电过电压的仿真研究.pdfVIP

《电气应用》2006年第25卷第3期 500kV GIS变电站雷击进线段塔顶雷电 过电压的仿真研究 谢辉春 文习山 邓 维 朱昌成 (武汉大学电气工程学院 430072) 摘 要 使用电磁暂态计算程序ATP—EMTP(ATPDRAw)就某500kVGIs变电站雷击进 线段杆塔塔顶落雷引起的过电压进行建模与仿真，粗浅讨论了雷击进线段杆塔、杆塔冲击接地电 阻、变电站运行方式等重要因素对雷电过电压的影响。 500kV 关键词 ATP—EMTP电磁暂态计算程序雷电过电压 GIs变电站 的波速为300rn／肚s。国内外实测的波阻抗和波速一 1 引言 般小于该值。在计算绝缘子串上的过电压时，如果 500kVGIs变电站是电力系统的枢纽站，在电 杆塔较高(例如500kV线路)，以塔顶电位作为横担 网中的地位极为重要。变电站的雷害来源有二：一 电位会引起较大的误差，因此对于受击杆塔的模型 是雷直击变电站；二是沿线路传过来的电压 不能按照简单的集中参数模型，需要采取较为准确 波【1．2]。因为雷击线路的机会远比雷直击变电站为 的杆塔模型。在此根据杆塔本身的几何形状，每一 多，所以沿线路侵入变电站的雷电过电压行波是很 段支架及横担均用独立的波阻等效，本仿真中使用 常见的，是对变电站电气设备构成威胁的主要方式 的门架塔。耐张塔及悬垂塔之精确模型分别如图1 之一。本文就某500kV变电站雷击进线段杆塔塔～图3所示，简单杆塔模型如图4所示。 顶侵人变电站引起的过电压进行建模与仿真，讨论 了雷击进线段杆塔、杆塔冲击接地电阻、变电站运 行方式等重要因素对雷电过电压的影响。 2仿真模型的建立 选择ATP．EMTP程序搭建计算所需要的各种 电气设备的模型，并且建立了一些特殊的元件例如 绝缘子串的特性模型。 J 2．1几个重要模型的建立【3 图1 门架塔 图2耐张塔 (1)雷电模型采用stekolnikov(1941)以及 Bruce和Golde(1941)同时提出的双指数表达式 i=A，m[exp(一a￡)一exp(一J9￡)] 仿真考虑取O．14％概率的雷电流幅值240kA，波型为 2．6／50螂、负极性作为主要的波形。经过计算得a= 15 000，A=1．115 900，卢=712 7，，。=240kA。 (2)杆塔模型在防雷计算中，雷电冲击波作 用下塔顶呈现的电位与由塔顶注入的冲击电流的比 值，即杆塔的冲击响应波阻抗，是非常重要的参数， 它直接影响到塔顶电位的计算结果。我国规程推荐 的杆塔波阻抗为150Q，杆塔电感为0．5弘Ⅳm，相应 图3悬垂塔 图4简单模型 一63— 《电气应用》2006年第25卷第3期 500kvGIs变电站雷击进线段塔顶雷电过电压的仿真研究 图中忸用作等效杆塔波阻，R为杆塔冲击接地电 电磁式PT l 000pF，电 400pF，GIs／空气套管TG 阻。 缆终端TL 500