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三峡电站是我国最大的水力发电站,在我国电力系统中有着非常重要的地位,其安全可靠运行至关重要。雷电侵入波是500kV开关站雷害事故的主要原因,因此,有必要对三峡电站进行全面的雷电侵入波过电压计算,排除可能存在的安全隐患。 本文以三峡地下电站的实际参数为依据,用ATP-EMTP建立500kV GIS开关站雷电侵入波过电压的整体数值计算模型。主要包括更能准确反映雷电波在杆塔中传播过程的多波阻抗杆塔模型,计及导线感应电压、导线与避雷线的耦合系数和工频电压的绝缘子串闪络模型,以及考虑频变特性和冲击电晕效应的分布参数线路模型等。 在相对准确的仿真模型基础上,仿真计算了三峡地下电站的三回出线在遭受不同的雷电反击和绕击情况下,站内各主要设备的雷电侵入波过电压水平。计算发现在最严重的雷电反击下,主变的过电压超过其本体雷电冲击耐受电压,进而对三峡地下电站的避雷器布置方式进行优化,解决了此问题。计算分析了杆塔冲击接地电阻、输电线路的冲击电晕效应对雷电侵入波过电压的影响,并比较了采用等值电感杆塔模型、单一波阻抗杆塔模型和多波阻抗杆塔模型时雷电侵入波过电压计算值。计算结果表明,反击侵入波过电压随杆塔冲击接地电阻减小而降低,且杆塔冲击接地电阻由5Ω降至3Ω时,各设备侵入波过电压降幅最大;对于不同设备及不同运行方式下,冲击电晕对其侵入波过电压的影响存在较大差异;采用等值电感杆塔模型时,各设备上的侵入波过电压计算结果相对于采用多波阻抗杆塔模型时有不同程度的增大,其中主变过电压增幅最大,为6.3%。