• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      MMY水電站過電壓計算分析研究

      2022-02-18 11:32:24薛美娟
      小水電 2022年1期
      關(guān)鍵詞:閃絡(luò)避雷器過電壓

      薛美娟

      (水電水利規(guī)劃設(shè)計總院,北京市 100120)

      1 概 述

      根據(jù)《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合設(shè)計規(guī)范》(GB/T 50064)以及《水力發(fā)電廠過電壓保護(hù)和絕緣配合設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》(DL/T 5090)中的相關(guān)要求:各類型電站、變電站及輸電線路等易遭受雷擊,通過對雷擊事故進(jìn)行分析,得出主要原因是雷電侵入波造成的。因此,如果能積極主動地采取措施,在電站設(shè)計時充分考慮到雷電侵入波對電站內(nèi)主要設(shè)備產(chǎn)生的威脅,采取可靠的防雷保護(hù)方案,將大大降低故障發(fā)生的可能性。

      對于電壓等級及重要程度較高、電氣主接線及GIS設(shè)備布置方案較復(fù)雜的電站,應(yīng)采用仿真計算雷電侵入波過電壓保護(hù),通過過電壓數(shù)值計算結(jié)果分析判斷防雷保護(hù)設(shè)備的配置、絕緣配合水平是否合理且滿足規(guī)程規(guī)范要求;并且通過數(shù)值計算進(jìn)行比較分析,提出最優(yōu)的設(shè)計方案。在合適位置安裝避雷針、避雷器、避雷線等直擊雷防護(hù)裝置,一來可以有效避免事故發(fā)生,二來可以節(jié)約設(shè)備成本和運(yùn)行的維護(hù)工作量。

      本文針對MMY水電站雷電過電壓數(shù)值計算研究工作的要求,利用電磁暫態(tài)分析軟件(ATP_EMTP)建立雷電侵入波計算模型,并驗證模型的可靠性,計算雷電波侵入變電站時各主要電氣設(shè)備上的過電壓值,分析并提出合理的避雷器配置方案以及對方案的可靠性進(jìn)行評估。

      2 研究內(nèi)容

      (1)建立雷電侵入波過電壓計算模型,并對其可靠性進(jìn)行驗證。選取ATP_EMTP作為計算工具,搭建電氣設(shè)備等值電容模型、桿塔多波阻抗模型、雷電流模型、避雷器非線性電阻模型,重點建立了絕緣子閃絡(luò)模型,采用LCC模塊建立架空線計算模型。為驗證模型的可靠性,在各個電壓等級下,將仿真計算值與按規(guī)程計算得到的耐雷水平值進(jìn)行了比較。

      (2)為從嚴(yán)考慮,分別對雷電繞擊和反擊進(jìn)行計算,通過對繞擊與反擊計算結(jié)果的比較,分析出對設(shè)備危害最大的雷擊方式。

      (3)考慮雷擊點的影響。分析研究各雷擊點,通過軟件計算其對侵入波過電壓的影響,分別對近區(qū)雷擊、遠(yuǎn)區(qū)雷擊各種情況,計算不同桿塔雷擊時主要電氣設(shè)備的過電壓值,并進(jìn)行比較分析,找出對設(shè)備危害最大的雷擊點。

      (4)對各種可能的運(yùn)行方式進(jìn)行計算。水電站有多種運(yùn)行方式,不同運(yùn)行方式下斷路器有不同的開斷組合,會使電站電氣主接線發(fā)生變化,影響雷電侵入波的折反射,進(jìn)而影響電氣設(shè)備上的過電壓值。水電站主要有正常運(yùn)行、倒送廠用電、線路間互送電這三類運(yùn)行方式,均進(jìn)行了詳細(xì)計算。

      (5)考慮桿塔的沖擊接地電阻對侵入波過電壓幅值的影響。在雷擊塔頂時,桿塔的沖擊接地電阻直接影響桿塔塔頂電位,故沖擊接地電阻的大小對侵入波的幅值有一定影響,繼而會影響電站內(nèi)設(shè)備的過電壓值;因此對不同沖擊電阻值下各主要電氣設(shè)備的侵入波過電壓值進(jìn)行計算,以驗證理論分析的正確性。

      (6)研究并提出合理的避雷器配置方案。在對水電站各種運(yùn)行方式進(jìn)行計算的基礎(chǔ)上,根據(jù)現(xiàn)有的避雷器安裝位置,研究可能的配置方案,并從經(jīng)濟(jì)性和安全性上進(jìn)行比較,提出合理的避雷器配置方案,并對方案的可靠性進(jìn)行評估。

      3 雷電過電壓的分析計算研究

      3.1 計算方法

      目前國內(nèi)外專家學(xué)者對雷電侵入波過電壓計算的方法有多種,電力系統(tǒng)發(fā)展日新月異,電源逐漸增多,電網(wǎng)日益擴(kuò)大,很多計算和控制問題日趨復(fù)雜。采用電力系統(tǒng)數(shù)字仿真研究過電壓計算經(jīng)濟(jì)性好、可行度高。ATP_EMTP軟件通過求解逆矩陣來求各節(jié)點電壓、求解復(fù)數(shù)節(jié)點導(dǎo)納方程式來求各節(jié)點的復(fù)數(shù)電壓、求解節(jié)點方程式來求各節(jié)點電壓的瞬時值。采用Schnyder_Bergeron法對電壓、電流的行波進(jìn)行計算,能成功解決分布參數(shù)線路的電路計算問題。

      3.2 計算模型和參數(shù)的選取

      利用電磁暫態(tài)軟件ATP_EMTP建立水電站暫態(tài)模型,并進(jìn)行雷電過電壓的計算。模型的準(zhǔn)確性直接影響計算結(jié)果的可靠性。

      (1)采用線性插值法進(jìn)行仿真時間和步長計算。

      (2)采用彼德遜等值電路法將雷電放電過程模擬成雷電流模型。

      (3)變壓器模型:在雷電過電壓計算時將變壓器及變電站各主要設(shè)備采用入口電容來模擬,搭建主要電氣設(shè)備模型。

      (4)GIS模型:GIS波阻抗一般在60~100 Ω之間,約為架空線波阻抗的1/5。

      (5)架空線路模型:常用輸電線路的模型一共有π形集中參數(shù)電路模型、帶集中電阻的恒定參數(shù)無損線路模型、Semlyen模型、J.Marti模型、L.Marti線路模型、Noda線路模型6種,各有利弊,應(yīng)根據(jù)實際計算精度的要求進(jìn)行選擇。

      (6)桿塔模型:一般在水電站過電壓計算中桿塔采用多波阻抗模型。

      (7)絕緣子串閃絡(luò)模型:通過ATP_EMTP程序中的壓控開關(guān)功能模擬絕緣子串閃絡(luò)。

      (8)避雷器模型。一般采用指數(shù)函數(shù)模擬金屬氧化物避雷器電阻的非線性特性。

      3.3 模型可靠性的驗證

      為驗證仿真模型的可靠性,特別是采用壓控模型模擬絕緣子閃絡(luò)的可信度,需要把仿真計算值與實測經(jīng)驗值或理論計算值進(jìn)行比較;如果兩者十分接近,在誤差允許范圍內(nèi),可以認(rèn)為仿真模型的計算結(jié)果是可靠的。研究中選擇耐雷水平作為計算比較的對象,對不同電壓等級線路的耐雷水平進(jìn)行了驗算,把仿真計算結(jié)果與規(guī)程法計算結(jié)果進(jìn)行比較,驗證仿真計算模型是否可靠。

      利用ATM_EMTP建立雷電過電壓下線路、桿塔及絕緣子閃絡(luò)模型,在不同雷擊方式(反擊、繞擊)下,對耐雷水平進(jìn)行計算。方法為:由小到大逐步調(diào)節(jié)所加雷電流的幅值,觀察絕緣子串是否發(fā)生閃絡(luò),通過觀測絕緣子串中的電流來判斷。當(dāng)雷電流幅值增加到某個值時,絕緣子串剛好不發(fā)生閃絡(luò),把這個雷電流幅值作為臨界閃絡(luò)電流值,即該模型下的耐雷水平。

      4 工程案例

      4.1 工程電氣主接線

      MMY水電站裝機(jī)4臺、出線3回,高壓配電裝置采用GIS設(shè)備。將電站的電氣主接線圖進(jìn)行簡化如下所示(見圖1)。

      圖1 MMY水電站電氣主接線示意

      4.2 計算結(jié)果分析

      4.2.1 近區(qū)與遠(yuǎn)區(qū)不同雷擊點計算結(jié)果比較

      在繞擊或反擊情況下,近區(qū)與遠(yuǎn)區(qū)不同雷擊點時,當(dāng)侵入波沿線路傳來時,計算變電站內(nèi)各種設(shè)備的過電壓最大值(見表1)。

      表1 近區(qū)與遠(yuǎn)區(qū)不同雷擊點時,變電站內(nèi)各主要設(shè)備上的過電壓最大值

      4.2.2 不同運(yùn)行方式選擇

      針對電站情況分別對電站一回出線、兩回出線、三回出線3種運(yùn)行方式進(jìn)行計算研究,不同出線回路數(shù)時的雷電過電壓計算結(jié)果如下所示(見表2)。

      表2 不同出線回數(shù)時的雷電過電壓

      當(dāng)出線回數(shù)一定,在最不利工況情況下,改變發(fā)電機(jī)臺數(shù)時各設(shè)備過電壓值如下所示(見表3)。

      4.2.3 桿塔沖擊接地電阻對侵入波過電壓的影響

      根據(jù)本電站過電壓計算資料,進(jìn)線桿塔沖擊接地電阻給定值為30 Ω。為了研究桿塔接地電阻的影響,計算了在不同桿塔接地電阻情況下,各主要設(shè)備上的過電壓值隨沖擊接地電阻值的變化規(guī)律(見圖2)。

      圖2 各設(shè)備過電壓值隨沖擊接地電阻值的變化規(guī)律

      4.2.4 避雷器的布置及參數(shù)的影響

      根據(jù)避雷器的布置位置,分為線路側(cè)避雷器、母線避雷器和主變側(cè)避雷器。一共有7種配置方案,在“一回出線一臺變壓器”運(yùn)行方式下,計算各主要電氣設(shè)備上的過電壓最大值以及避雷器的電流、能量的最大值,計入表4(見表4)。

      表4 各種配置方案下,各主要設(shè)備上過電壓最大值以及避雷器的電流、能量的最大值

      5 結(jié)論與建議

      (1)近區(qū)雷擊危害大于遠(yuǎn)區(qū)雷擊,且雷擊#1桿塔時各設(shè)備過電壓值最大;最大繞擊電流情況下,各設(shè)備上的過電壓值小于反擊時的過電壓。

      (2)隨著發(fā)電機(jī)臺數(shù)的增加,各主要設(shè)備上的過電壓值減小。

      (3)減小桿塔沖擊接地電阻,能有效地降低各電氣設(shè)備上的過電壓值。

      (4)有母線側(cè)避雷器時,線路間互送電運(yùn)行方式下,隔離開關(guān)、斷路器等主要設(shè)備過電壓值下降,絕緣配合裕度提高。

      (5)選擇在“線路側(cè)、母線、主變側(cè)均有避雷器”這種配置方案,既能保證各主要電氣設(shè)備上過電壓不超過其絕緣水平,又有足夠的絕緣配合裕度,不會對設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p害。

      通過ATP_EMTP仿真模型計算的耐雷水平與規(guī)程法計算結(jié)果十分接近,因此,用該仿真方法計算雷電過電壓是可信的。通過計算分析水電站過電壓水平,推薦限制過電壓措施、絕緣配合原則、避雷器配置,并選擇確定電站主要電氣設(shè)備技術(shù)參數(shù),確保電站能安全可靠的運(yùn)行。

      猜你喜歡
      閃絡(luò)避雷器過電壓
      發(fā)變組斷路器斷口閃絡(luò)保護(hù)改進(jìn)措施
      湖北電力(2021年4期)2021-11-15 09:47:14
      論架空輸電線路220kV復(fù)合絕緣子閃絡(luò)故障分析
      電子測試(2018年14期)2018-09-26 06:04:46
      基于蒙特卡羅模擬的過分相過電壓分析與抑制
      電氣化鐵道(2017年1期)2017-04-16 06:00:20
      接觸網(wǎng)避雷器接地系統(tǒng)分析
      基于GIS內(nèi)部放電聲壓特性進(jìn)行閃絡(luò)定位的研究
      電測與儀表(2016年9期)2016-04-12 00:30:02
      IGBT關(guān)斷過電壓機(jī)理分析及保護(hù)研究
      500KV避雷器均壓環(huán)對直流泄漏電流影響
      420 kV避雷器振動臺抗震試驗
      芻議110kV變壓器中性點過電壓保護(hù)的完善
      河南科技(2014年16期)2014-02-27 14:13:16
      怎樣防止操作過電壓
      河南科技(2014年14期)2014-02-27 14:11:48
      建德市| 金门县| 德州市| 奉新县| 西乌珠穆沁旗| 洪洞县| 长沙县| 安康市| 涟水县| 南雄市| 翼城县| 土默特左旗| 永靖县| 逊克县| 慈利县| 贞丰县| 琼中| 普兰店市| 瓦房店市| 大田县| 韶山市| 青海省| 陆川县| 天门市| 越西县| 会东县| 景洪市| 富平县| 内江市| 廉江市| 黔东| 教育| 苏州市| 平湖市| 钟祥市| 平武县| 盐亭县| 买车| 新龙县| 化州市| 海兴县|