一种发电厂500kV升压站雷电侵入波防治方法与流程

本发明属于电力系统防雷技术领域，尤其涉及一种发电厂500kv升压站雷电侵入波防治方法。

背景技术：

升压站是发电厂变换电压、接受和分配电能、控制潮流和调整电压的重要设施，它通过变压器将各电压等级的电网联系起来。升压站包括了除发电机外的大部分电力一次设备，做好升压站设备抗击外界干扰的能力对于发电厂安全运行具有重要意义。

为了防止雷击导致升压站设备损坏，发电厂采用了相当严苛的防雷标准：将升压站主接地网电阻降低到可接受的范围内；在升压站户外场内设置了高大的避雷针，可以对户外一次设备形成有效雷电屏蔽，因此升压站设备遭受直击雷危害的可能性很低。但是升压站进线为雷电入侵变电站提供了通道，尤其是近区线路(距离升压站2km范围内出线)雷击形成的雷电侵入波对变电站设备的影响不容忽视。对于500kv输电线路，由于杆塔高，所经过区域地形地貌相对复杂，更容易遭受雷击。因此，开展发电厂500kv升压站雷电侵入波防治对于保障发电厂安全运行意义重大。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种发电厂500kv升压站雷电侵入波防治方法，从近区线路、升压站户外场两方面开展治理，实现发电厂升压站雷电侵入波防护能力的整体提升。

本发明提供了一种发电厂500kv升压站雷电侵入波防治方法，包括：

对近区输电线路进行防雷改造，包括：

在近区线路杆塔的边相安装线路避雷器，包括出站第一基杆塔，对绕击雷电能量进行释放，以避免大幅值绕击雷电流侵入升压站造成设备损坏；

对近区线路杆塔接地体进行改造，降低杆塔接地电阻，以在大幅值雷电流反击近区输电线路时，提高杆塔释放反击雷电流的能力，避免大能量的反击雷电侵入波对升压站设备的损坏；

在保证风偏距离的前提下，增加近区线路杆塔绝缘子串长度，以提高雷电流击穿绝缘子串的概率，降低雷电侵入波反复进入升压站的概率；

对升压站户外场进行防雷改造，包括：

将升压站户外场避雷器安装在靠近线路侧的位置，以在雷电侵入波进入升压站之初对其能量进行释放，降低雷电侵入波在传播路径上对一次设备的损坏；

户外场升压站避雷器采用同等级避雷器中阀片通流容量最大的类型，以提高户外场避雷器阀片通流容量，降低雷电侵入波能量较大时避雷器因吸收能量过多而爆炸的风险；

对于雷害特别严重地区，在户外场避雷器与套管中间串联工频阻波器，将雷电侵入波能量限制在阻波器前端，强制实现避雷器对侵入波能量的释放，阻断雷电侵入波的传播路径。

进一步地，所述在近区线路杆塔的边相安装线路避雷器中，除第一基杆塔，其余近区线路杆塔安装线路避雷器的原则包括以下中的至少一个：

1)曾经发生雷击跳闸的杆塔；

2)位于山顶的杆塔的两个边相；

3)所在位置坡度大于30°杆塔的下坡侧边相；

4)档距大于500m的大跨越杆塔的两个边相；

5)杆塔临近水域或矿产的边相。

借由上述方案，通过发电厂500kv升压站雷电侵入波防治方法，在近区输电线路安装线路避雷器，降低杆塔接地体的电阻值，适当加长绝缘子串长度，实现对近区输电线路防雷水平的提高；将升压站户外场避雷器安装在靠近线路侧的位置，选择通流容量最大的户外场避雷器型号，特殊雷害地区安装工频阻波器，实现升压站户外场防雷水平的提高；通过在近区线路和户外场同时提升耐雷水平实现对发电厂500kv升压站雷电侵入波的综合治理。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明发电厂500kv升压站雷电侵入波防治方法的流程图；

图2是本发明一实施例中的布置示意图；

图3是本发明一实施例中绝缘子长度、风偏夹角及绝缘间隙距离示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参图1所示，本实施例提供了一种发电厂500kv升压站雷电侵入波防治方法，其特征在于，包括：

对近区输电线路进行防雷改造，包括：

在近区线路杆塔的边相安装线路避雷器，包括出站第一基杆塔，对绕击雷电能量进行释放，以避免大幅值绕击雷电流侵入升压站造成设备损坏；

对近区线路杆塔接地体进行改造，降低杆塔接地电阻，以在大幅值雷电流反击近区输电线路时，提高杆塔释放反击雷电流的能力，避免大能量的反击雷电侵入波对升压站设备的损坏；

在保证风偏距离的前提下，增加近区线路杆塔绝缘子串长度，以提高雷电流击穿绝缘子串的概率，降低雷电侵入波反复进入升压站的概率；

对升压站户外场进行防雷改造，包括：

将升压站户外场避雷器安装在靠近线路侧的位置，以在雷电侵入波进入升压站之初对其能量进行释放，降低雷电侵入波在传播路径上对一次设备的损坏；

户外场升压站避雷器采用同等级避雷器中阀片通流容量最大的类型，以提高户外场避雷器阀片通流容量，降低雷电侵入波能量较大时避雷器因吸收能量过多而爆炸的风险；

对于雷害特别严重地区，在户外场避雷器与套管中间串联工频阻波器，将雷电侵入波能量限制在阻波器前端，强制实现避雷器对侵入波能量的释放，阻断雷电侵入波的传播路径。

该发电厂500kv升压站雷电侵入波防治方法，通过在近区输电线路安装线路避雷器，降低杆塔接地体的电阻值，适当加长绝缘子串长度，实现了对近区输电线路防雷水平的提高；通过将升压站户外场避雷器安装在靠近线路侧的位置，选择通流容量最大的户外场避雷器型号，特殊雷害地区安装工频阻波器，实现了升压站户外场防雷水平的提高；通过在近区线路和户外场同时提升耐雷水平实现了对发电厂500kv升压站雷电侵入波的综合治理。

参图2、图3所示，在一具体实施例中，该防治方法包括：

1、开展近区输电线路的防雷改造：

(1)在近区线路杆塔的边相安装线路避雷器，尤其是出站第一基杆塔，除了第一基杆塔，其余近区线路杆塔安装线路避雷器的原则是：(1)曾经发生雷击跳闸的杆塔；(2)位于山顶的杆塔的两个边相；(3)所在位置坡度大于30°杆塔的下坡侧边相；(4)档距大于500m的大跨越杆塔的两个边相；(5)杆塔临近水域或矿产的边相。

(2)对近区线路杆塔接地体进行改造，降低杆塔接地电阻，近区线路杆塔接地电阻根据所在位置土壤电阻率进行改造，具体要求见表1。

表1近区线路杆塔接地电阻应满足的要求

(3)在保证风偏距离的前提下，适当增加近区线路杆塔绝缘子串长度，其中绝缘子串与杆塔风偏距离示意图见图3。其中分别表示雷电、操作、工频过电压下对应的风偏夹角，r1、r2、r3分别表示雷电、操作、工频过电压下的最小电弧距离，δ1、δ2、δ3分别表示雷电、操作、工频过电压下的电弧距离修正值。

2、开展升压站户外场的防雷改造：

(1)尽量将升压站户外场避雷器安装在靠近线路侧的位置，避雷器与被保护设备之间的距离关系按照式(1)进行计算确定，根据计算结果选择合适的安装位置；

其中：im表示避雷器与被保护设备之间的最大距离；

up表示设备最高承受的雷电过电压；

ur表示避雷器雷电冲击残压；

a表示雷电侵入波波头斜率；

v表示雷电侵入波传播速度；

k表示被保护设备入口电容系数。

(2)户外场升压站避雷器采用同等级避雷器中阀片通流容量最大的类型，对于500kv避雷器而言，站用型避雷器2ms方波通流容量最大值为2500a。

(3)雷害特别严重地区可以在户外场避雷器与套管中间串联阻波器，利用阻波器对高频电流的阻碍作用，如式(2)所示，实现对雷电侵入波入侵路径的阻断。

v(t)＝l*di(t)/dt(2)

其中，v(t)表示阻波器两端电压，为时间的函数；

l表示阻波器的电感

i(t)表示随时间变化的电流

di(t)/dt表示电流随时间变化率，对于雷电波而言，其作用在阻波器上的是陡波电流，导致阻波器前端电压v(t)非常大，实现避雷器对雷电能量的释放。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。