本文關(guān)鍵詞：變電站雷擊過電壓計(jì)算及對(duì)站內(nèi)監(jiān)測(cè)設(shè)備的影響

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【摘要】：為實(shí)現(xiàn)能源的高效配置,打造安全可靠的電能傳輸網(wǎng)絡(luò),高壓輸電成為當(dāng)今電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。變電站過電壓?jiǎn)栴}不僅影響到電氣設(shè)備絕緣的合理設(shè)計(jì),也關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。過電壓基本分為內(nèi)部過電壓和外部過電壓,其中外部過電壓主要指的是雷擊過電壓。本文主要針對(duì)雷擊過電壓開展了過電壓仿真計(jì)算以及雷擊對(duì)電氣設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的影響研究。隨著電網(wǎng)智能化的發(fā)展,不僅站內(nèi)電氣設(shè)備較多,而且各種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也分布其中,當(dāng)雷電沖擊波入侵時(shí),不僅會(huì)產(chǎn)生過電壓,同時(shí)也伴隨較大的電流,必然會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)和強(qiáng)磁場(chǎng),除影響電氣設(shè)備之外,還可能會(huì)對(duì)各種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)雷擊變電站造成監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不利影響的研究相對(duì)較少。論文對(duì)沖擊特性下的線路、桿塔及變電站站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行了分析,選取了合適的仿真模型和合理參數(shù)。主要根據(jù)規(guī)程和雷擊特點(diǎn)確定了雷電流等值電路及仿真模型,設(shè)定了雷電流峰值及波形參數(shù)；針對(duì)桿塔,分析了目前應(yīng)用的各種模型,確定了桿塔的有損多波阻抗模型；并針對(duì)變電站進(jìn)線段、線路終端及其余導(dǎo)線分別確定了不同的線路模型。分析了三種判斷絕緣子閃絡(luò)判據(jù),采用日本的新藤模型作為絕緣子的閃絡(luò)判據(jù)；利用分段指數(shù)法來模擬MOA模型的伏安特性；利用等值入口電容等效變電站內(nèi)GIS和主變等一次設(shè)備。以實(shí)際500kV變電站為基礎(chǔ),根據(jù)各設(shè)備仿真模型和實(shí)際參數(shù),在ATP-EMTP軟件中構(gòu)建了較為完善的變電站雷擊影響模型,得出最嚴(yán)重時(shí)的運(yùn)行方式為單出線單母線單主變方式的結(jié)論,并驗(yàn)證了在母線中段增設(shè)避雷器抑制過電壓的有效性。分析了雷擊點(diǎn)、桿塔接地電阻和避雷器主變之間距離對(duì)過電壓的影響,并得出盡量降低#2桿塔接地電阻可以降低過電壓幅值以及實(shí)際情況允許時(shí)盡量靠近主變安裝避雷器的結(jié)論。最后重點(diǎn)研究了雷擊入侵時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)和強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)各種監(jiān)測(cè)設(shè)備的影響,并以GIS的外置式UHF局放監(jiān)測(cè)傳感器為例,通過仿真計(jì)算詳細(xì)分析了GIS罐體外部的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分布及其對(duì)局放監(jiān)測(cè)傳感器的影響。結(jié)果表明,由于罐體材料為金屬材料,且具有良好接地,雷擊造成的強(qiáng)電場(chǎng)基本不會(huì)對(duì)GIS外部造成影響,而雷擊造成的強(qiáng)磁場(chǎng)卻依然在罐體外部存在一定磁場(chǎng)。通過分析UHF局放監(jiān)測(cè)傳感器的等效電路,并利用MagNet軟件進(jìn)行仿真計(jì)算,發(fā)現(xiàn)雷擊時(shí)泄露到罐體外部的磁場(chǎng),最高可產(chǎn)生323V的電壓,這對(duì)于弱電系統(tǒng)足以造成破壞性影響,因此,實(shí)際應(yīng)用時(shí)為保證這一類監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行,應(yīng)采取必要的防護(hù)措施。
【關(guān)鍵詞】：變電站 雷擊過電壓 防雷 EMTP MagNet
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM863;TM63
【目錄】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 選題背景及意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-20
• 1.2.1 桿塔上的雷擊過電壓計(jì)算14-18
• 1.2.2 線路上的直擊雷過電壓計(jì)算18-19
• 1.2.3 線路上的感應(yīng)雷過電壓計(jì)算19-20
• 1.3 本論文的主要工作20-22
• 第二章 變電站雷擊過電壓仿真模型選擇及參數(shù)確定22-38
• 2.1 EMTP軟件介紹22-23
• 2.2 仿真模型選擇及參數(shù)確定23-37
• 2.2.1 雷電流模型23-24
• 2.2.2 輸電線路模型24-28
• 2.2.3 桿塔模型28-33
• 2.2.4 絕緣子串模型33-34
• 2.2.5 避雷器模型34-36
• 2.2.7 變電站內(nèi)電氣設(shè)備的模型36-37
• 2.3 本章小結(jié)37-38
• 第三章 變電站雷擊過電壓仿真計(jì)算38-52
• 3.1 變電站背景資料38-40
• 3.1.1 變電站主接線圖38
• 3.1.2 變電站運(yùn)行方式38-39
• 3.1.3 各設(shè)備的絕緣水平39-40
• 3.1.4 工頻過電壓的影響40
• 3.2 仿真模型及計(jì)算結(jié)果40-43
• 3.3 防雷保護(hù)方案分析43-45
• 3.4 雷擊過電壓影響因素分析45-47
• 3.5 繞擊過電壓分析47-51
• 3.6 本章小結(jié)51-52
• 第四章 雷擊對(duì)變電站內(nèi)設(shè)備傳感器的影響52-64
• 4.1 MagNet軟件介紹53
• 4.2 電磁環(huán)境仿真計(jì)算53-58
• 4.2.1 GIS幾何模型建立54-56
• 4.2.2 傳感器處理模型56-58
• 4.3 計(jì)算結(jié)果及說明58-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第五章 結(jié)論與展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 致謝68-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果69-70
• 附件70

【共引文獻(xiàn)】

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7 李沁;雷電回?fù)綦姶艌?chǎng)建模與探測(cè)技術(shù)的研究[D];華中科技大學(xué);2013年

8 李永福;輸電線路繞擊耐雷性能的非線性解析分析模型及其在差異化防雷中的應(yīng)用[D];重慶大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：580901