500kV变电站雷电侵入波影响因素研究

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运行统计表明,雷电侵入波导致的500k V变电站事故是造成大面积停电的重要原因,可能造成严重的经济损失并产生恶劣的社会影响。以往国内外大量标准、报告、论文中对500k V变电站雷电侵入波进行了工程性的计算评估,研究并提出了大量电气几何模型、绝缘子闪络模型、杆塔冲击接地电阻模型等影响变电站雷电侵入波的计算模型。此外,雷击电流还存在首次、后续雷击等多种复杂情况。对此国内外提出并使用了多种用于降低变电站雷电侵入波风险的防雷措施,但当前缺乏对以上众多因素对变电站雷电侵入波风险评估的研究。本文详细分析比对了以往国际上提出的11种电气几何模型,采用MATLAB编写的电气几何模型程序结合ATP-EMTP搭建的500k V变电站雷电侵入波模型,建立500k V变电站雷电侵入波风险评估模型。研究了电气几何模型、雷击电流、绝缘子闪络这三类模型方面对500k V变电站雷电侵入波风险评估的影响,研究了减小进线段杆塔接地电阻、降低进线段杆塔变化、增加进线段避雷线或耦合地线等三类防雷措施对500k V变电站雷电侵入波风险评估的影响。研究结果表明:(1)不同电气几何模型下,500k V变电站内主设备雷电侵入波平均故障间隔时间(Mean Time Between Failure,MTBF)有显著差异,有必要选择与当地雷电活动情况、运行统计接近的电气几何模型进行评估、分析;(2)雷电流幅值分布中值电流、不同绝缘闪络模型对500k V变电站内主设备平均故障间隔时间有显著影响;(3)进线段杆塔接地电阻越大,杆塔呼称高度越高,500k V变电站内主设备雷电侵入波MTBF越小。
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