變電站內(nèi)二次側(cè)雷電過電壓的計(jì)算與防護(hù)研究.pdf

1、頻繁的雷電活動(dòng)易造成二次側(cè)設(shè)備故障，影響變電站的安全可靠運(yùn)行。因此，對(duì)二次側(cè)設(shè)備過電壓的研究是十分必要的。本文利用時(shí)域有限元和ATP-EMTP仿真兩種方法分析了變電站中二次側(cè)設(shè)備的雷電過電壓，并據(jù)此提出了防護(hù)雷電過電壓的新措施。
　　本文首先基于多導(dǎo)體傳輸線行波方程，在考慮母線殘壓的條件下，推導(dǎo)出了分布參數(shù)和集中參數(shù)單個(gè)元件的時(shí)域有限元方程，建立了整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)域有限元方程組，并對(duì)變電站二次側(cè)過電壓的傳播過程進(jìn)行了計(jì)算。與ATP-E

2、MTP方法相比，時(shí)域有限元方法可以考慮母線殘余電荷電壓的分布特性，也可以獲得傳輸線沿線任意點(diǎn)的電壓和電流分布規(guī)律。其次，基于ATP-EMTP仿真，論文分析并選取了輸電線模型、桿塔模型、桿塔接地電阻模型、避雷器模型、絕緣子串閃絡(luò)模型、地電位模型和其他電氣設(shè)備模型。以紅石坡變電站遭受雷電繞擊為例，搭建了整個(gè)變電站的仿真圖，并設(shè)置了參數(shù)，仿真分析雷電波在變電站中的傳播情況，定量研究雷擊變電站后母線、變電器、避雷器、二次電纜入端、接地點(diǎn)過電壓的

3、變化規(guī)律。最后，在常見二次側(cè)過電壓防護(hù)措施的基礎(chǔ)上，提出了由電感、氧化鋅避雷器串聯(lián)瞬時(shí)抑制二極管、LC低通濾波器的組合電路的新型過電壓防護(hù)措施，以紅石坡變電站雷擊事故為依托，利用ATP-EMTP進(jìn)行了相應(yīng)仿真。在地電位入地點(diǎn)的選取上，分別按照單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地進(jìn)行仿真分析，得出了合理有效的接地方式。將該措施和有效的地電位入地方式應(yīng)用于變電站雷擊桿塔當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)二次側(cè)電壓已經(jīng)控制在耐壓范圍內(nèi)，驗(yàn)證了本文提出的新型過電壓防護(hù)措施和地電位入地方