500kV 變電站斷路器雷電過電壓仿真研究

靳彥輝，郝竹筠，劉 宸，于萬祥

（1.國網(wǎng)長春供電公司，長春 130021；2.國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院，長春 130021；3.國網(wǎng)吉林省電力有限公司培訓(xùn)中心，長春 130062）

隨著我國電網(wǎng)的不斷發(fā)展，500kV 及以上電壓等級的超高壓輸電網(wǎng)絡(luò)已成為我國的主干電網(wǎng)，因此其可靠性對保障電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用。本文以500kV 變電站為例，采用國際通用的電磁暫態(tài)計(jì)算程序EMTP，對變電站斷路器處于線路檢修斷開或因事故跳閘時的雷電侵入波過電壓進(jìn)行系統(tǒng)的仿真計(jì)算，并對防雷措施進(jìn)行了分析。

1 500kV 斷路器雷擊事故及原因簡析

1.1 雷擊事故簡述

文獻(xiàn)［1］至文獻(xiàn)［3］分別介紹了500kV、220kV及110kV 變電站斷路器因雷擊發(fā)生外絕緣擊穿的事故案例，這些案例的共同點(diǎn)有：事故地區(qū)多雷雨；正常運(yùn)行的線路側(cè)斷路器其外側(cè)未安裝避雷器；桿塔對地電阻略大，起不到足夠的對雷電波的削弱作用；在斷路器斷開時，線路遭受雷擊，雷電波在斷路器斷口處發(fā)生全反射，產(chǎn)生較高的過電壓，導(dǎo)致斷路器的絕緣閃絡(luò)。

雖然斷路器斷開時線路受到雷擊的事件發(fā)生概率很小，但從事故帶來的損失和近年來國內(nèi)發(fā)生的案例來看，多雷雨地區(qū)的變電站及輸電線路應(yīng)該對此類事故采取一定的防范措施。

1.2 事故原因簡析

線路1與線路2在A點(diǎn)相連（見圖1），線路1的波阻抗為z1，線路2的波阻抗為z2。u1q為雷電入射波，u2q為u1q的折射波，u1f為反射波。當(dāng)線路末端因斷路器跳開而開路時，相當(dāng)于線路2的波阻抗是無窮大的。根據(jù)行波的傳播理論［4］，當(dāng)入射波傳入到達(dá)開路的線路末端A點(diǎn)時，會在A點(diǎn)發(fā)生全反射，使A點(diǎn)的電壓幅值變?yōu)樵瓉淼?倍。……