500kVGIS升压站过电压与绝缘配合研究

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国内外研究及运行经验均表明,电力系统过电压是造成电力系统设备故障,引起停电事故的主要原因之一。研究确定变电站系统过电压水平及其特征,确定绝缘配合水平,对限制过电压水平,保护电气设备安全可靠运行具有重要的意义。  根据500kVGIS升压站实际情况,基于电磁暂态计算软件建立仿真计算模型,分析不同因素对系统过电压影响规律及特点,进而计算确定不同运行方式下升压站500kV系统雷电侵入波过电压、操作过电压及快速暂态过电压水平,校核设备绝缘水平,为绝缘配合确定提供依据。取得的成果主要有:  ①杆塔接地电阻对各设备过电压水平的影响不尽相同,杆塔冲击接地电阻并不是越低越好,在一定的范围之内可能存在对侵入波防护有利的最佳值;由于站外进线段各基杆塔塔型不同,落雷点到变电站的距离越大,站内设备上的过电压水平不一定越小。  ②单出线运行时,单线单变时变压器上的过电压水平相对较高,随着投入机组的增多,各设备上的过电压逐渐降低;两回出线同时运行时,由于进线段两回线在同一基双回杆塔上,雷击杆塔塔顶反击时,两回线路均出现闪络,雷电波由两回线路传播侵入变电站时,相互影响,使得各设备上的过电压水平比单回出线运行时高。  ③由于避雷器的限制作用,使得合闸空载线路时,线路首端、末端2%统计过电压沿线着距离首端距离的增加先增大后减小呈弓形分布,在线路中部时最大为1.8834p.u.,小于系统安全限值2.0p.u.;避雷器吸收能量最大时为492.42kJ,小于避雷器吸收能力10.0kJ/kV,避雷器完全能够承受合空线过电压的作用。  ④典型操作工况下各电气设备上的快速暂态过电压最大为1.8828p.u.;VFTO高频振荡分量会加速变压器匝间、层间绝缘的老化,由于VFTO产生次数较多,其对主绝缘和匝间绝缘具有一定的累积效应。
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