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變電站雷擊過電壓計算及對站內(nèi)監(jiān)測設(shè)備的影響

發(fā)布時間:2017-07-27 10:14

  本文關(guān)鍵詞:變電站雷擊過電壓計算及對站內(nèi)監(jiān)測設(shè)備的影響


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【摘要】:為實現(xiàn)能源的高效配置,打造安全可靠的電能傳輸網(wǎng)絡(luò),高壓輸電成為當今電網(wǎng)的發(fā)展趨勢。變電站過電壓問題不僅影響到電氣設(shè)備絕緣的合理設(shè)計,也關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全可靠運行。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。本文主要針對雷擊過電壓開展了過電壓仿真計算以及雷擊對電氣設(shè)備監(jiān)測系統(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)測系統(tǒng)也分布其中,當雷電沖擊波入侵時,不僅會產(chǎn)生過電壓,同時也伴隨較大的電流,必然會產(chǎn)生強電場和強磁場,除影響電氣設(shè)備之外,還可能會對各種監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。目前國內(nèi)外針對雷擊變電站造成監(jiān)測系統(tǒng)不利影響的研究相對較少。論文對沖擊特性下的線路、桿塔及變電站站內(nèi)設(shè)備進行了分析,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;并針對變電站進線段、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。以實際500kV變電站為基礎(chǔ),根據(jù)各設(shè)備仿真模型和實際參數(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,得出最嚴重時的運行方式為單出線單母線單主變方式的結(jié)論,并驗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、桿塔接地電阻和避雷器主變之間距離對過電壓的影響,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際情況允許時盡量靠近主變安裝避雷器的結(jié)論。最后重點研究了雷擊入侵時產(chǎn)生的強電場和強磁場對各種監(jiān)測設(shè)備的影響,并以GIS的外置式UHF局放監(jiān)測傳感器為例,通過仿真計算詳細分析了GIS罐體外部的電場和磁場分布及其對局放監(jiān)測傳感器的影響。結(jié)果表明,由于罐體材料為金屬材料,且具有良好接地,雷擊造成的強電場基本不會對GIS外部造成影響,而雷擊造成的強磁場卻依然在罐體外部存在一定磁場。通過分析UHF局放監(jiān)測傳感器的等效電路,并利用MagNet軟件進行仿真計算,發(fā)現(xiàn)雷擊時泄露到罐體外部的磁場,最高可產(chǎn)生323V的電壓,這對于弱電系統(tǒng)足以造成破壞性影響,因此,實際應(yīng)用時為保證這一類監(jiān)測系統(tǒng)的正常運行,應(yīng)采取必要的防護措施。
【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)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】: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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-20
  • 1.2.1 桿塔上的雷擊過電壓計算14-18
  • 1.2.2 線路上的直擊雷過電壓計算18-19
  • 1.2.3 線路上的感應(yīng)雷過電壓計算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 仿真模型及計算結(jié)果40-43
  • 3.3 防雷保護方案分析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】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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3 張志峰;徐金林;蘇迎接;;淺談影響接地電阻的幾個因素及在施工中的體現(xiàn)[J];科技致富向?qū)?2010年36期

4 虢韜;;高壓輸電線路雷擊跳閘分析[J];農(nóng)村電氣化;2011年02期

5 彭向陽;周華敏;;廣東電網(wǎng)防雷現(xiàn)狀分析及建議[J];南方電網(wǎng)技術(shù);2010年03期

6 彭向陽;周華敏;謝耀恒;;同塔多回輸電線路幾種防雷擊跳閘措施的評估[J];南方電網(wǎng)技術(shù);2012年03期

7 孫凱航;李燕青;王飛龍;;基于ATP的35kV架空線路耐雷水平研究[J];內(nèi)蒙古電力技術(shù);2012年04期

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9 趙賢根;董曼玲;呂金壯;袁智勇;黎小林;厲天威;項陽;何俊佳;;同塔雙回直流換流站雷電侵入波特性[J];南方電網(wǎng)技術(shù);2013年02期

10 李明;;唐山地區(qū)110kV輸電線路桿塔波阻抗特性研究[J];黑龍江科技信息;2013年31期

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6 李沁;雷電回擊電磁場建模與探測技術(shù)的研究[D];華中科技大學(xué);2013年

7 李沁;雷電回擊電磁場建模與探測技術(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

9 王佳;輸電線路雷電暫態(tài)綜合建模及仿真算法研究[D];北京交通大學(xué);2013年

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本文編號:580901

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