500kVGIS变电站雷电过电压研究.pdf

分类号学号 M200971188

学校代码 10487 密级




硕士学位论文






500kVGIS 变电站雷电过电压研究









学位申请人: 吕健双
学科专业: 高电压与绝缘技术
指导教师: 文远芳教授
答辩日期: 2012 年 1 月 6 日
A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements
For the Degree of Master of Engineering



Research on lightning over-voltage of
500kV GIS substation





Candidate: Jianshuang Lv
Major: High Voltage and Insulation Technology
Supervisor: Prof. Wen Yuanfang












Huazhong University of Science and Technology
Wuhan, Hubei 430074, P. R. China
Jan., 2012
独创性声明

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得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任
何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的
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果由本人承担。

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日期: 年月日


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不保密□。
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日期: 年月日日期: 年月日
华中科技大学硕士学位论文

摘要
500kV 变电站是电力系统的枢纽点,在电力系统中具有重要的地位。GIS 型变电
站具有运行可靠性高、维护工作量少、占地面积小、无电磁干扰等优点,具有很大的
优越性,目前我国新设计的 500kV 变电站多采用 GIS 保护。500kV 变电站的雷害事故
是造成大面积停电的重要原因且 GIS 型变电站站内设备的绝缘大多不具有自恢复能
力,雷害事故将造成严重的后果。对 500kVGIS 型变电站进行雷电过电压研究是十分
必要的。
变电站雷电过电压仿真计算需建立准确的研究模型,主要包括雷电模型、进线段
杆塔和输电线路模型、绝缘子串闪络过程模型、变电站内设备模型等。模型的精确性
直接影响计算结果的准确性。变电站内电气设备的雷电冲击过电压响应受多种因素影
响,包括不可控因素如雷电流大小和波形、雷击点、雷击时工频电压相角等,可控因
素如变电站的运行方式、绝缘子串、杆塔的参数、冲击接地电阻、重要的电气距离、
电抗器支路、海拔高度及其他环境因素等。对于可控因素,可以在变电站和进线段设
计、运行和检修时考虑,需重点分析。
本文以某实际 500kVGIS 变电站为基础,采用将进线段输电线路和变电站视为统
一系统来考虑的方式,利用电磁暂态计算程序 ATP 对该变电站系统的雷电过电压问
题进行建模和计算,分析了不同雷电过电压源的响应,得到了 GIS 变电站雷电过电压
保护的特点,重点分析了影响变电站雷电过电压的可控因素,为 500kVGIS 变电站的
防雷设计和运行提供了参考。

关键词:500kVGIS 变电站、雷电过电压、ATP、雷电侵入波



I
华中科技大学硕士学位论文
ABSTRACT
500kV substation is a pivot point of power system,which have momentous status.
Compared with traditional substation, GIS substation have higher reliability,