水电站升压站雷电侵入波治理措施研究及应用
180
完成单位:嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司 大唐水电科学技术研究院有限公司
登记编号:ZSCX-D4-J-1-82
登记年份:2020
发布时间:2020-09-21
成果主要完成人
项目概况
本项目属于高电压技术学科,涉及水电站防雷、输电线路防雷、电磁暂态仿真等方向,课题包含了水电站升压站近区输电线路防雷、升压站雷电侵入波治理两部分
项目完成了水电站近区输电线路防雷措施选择、线路避雷器选点原则、杆塔接地电阻改造要求,对水电站升压站的雷电侵入波危害、站用避雷器安装要求以及一种雷电侵入波阻碍电抗器设计进行了研究,填补了我国水电站防雷的多项空白,是防雷工程技术的重大突破
项目针对35kV升压站及其近区输电线路防雷水平薄弱的问题,建立电磁暂态仿真分析模型,对各种类型的绕击、反击雷电侵入波进行计算,表明:大幅值雷电流反击近区线路是导致35kV主变绝缘损坏的原因;反击雷电流造成的三相进波,可导致35kV绕组中性点绝缘和绕组首端匝绝缘损坏;35kV升压站防雷要点是降低近区输电线路杆塔接地电阻,在主变中性点安装避雷器,在第一基杆塔安装站用避雷器
项目指出升压站防雷应从近区输电线路(出站2km线路)和升压站同时开展治理。通过降低杆塔接地电阻提高线路反击耐雷水平,安装线路避雷器避免绕击跳闸。在水电站升压站优化避雷器配置,在出线场、母线、35kV主变中心点等关键位置补齐站用避雷器。从近区线路和升压站两方面着手,使得雷电侵入波沿传播路径逐步释放能量
项目针对水电站GIS升压站长出线管道结构,提出了一种雷电侵入波阻碍电抗器设计方案,建立了电抗器的分布参数防雷分析模型,利用电抗器对陡波头雷电流的阻碍作用,并与站用避雷器配合使用,实现了将大部分雷电能量阻止在升压站外侧的目的,避免了大幅值雷电流进入GIS升压站后造成的热备用断路器断口击穿或其他GIS部件击穿
项目改变了现有防雷工作以疏导为主要手段的模式,提出对雷电活动频繁、雷害频发地区的升压站,以及包含长出现管道的GIS升压站,在采用常规疏导方式难以奏效或成本较大时,可以利用雷电侵入波阻碍电抗器将雷电能量限制在升压站外侧确保升压站内部设备的防雷安全,通过疏堵结合起到常规疏导防雷难以达到的效果
本项目研究成果在大唐集团公司所属如亭子口、长河坝、黄金坪、东河电厂等多个水电站的升压站防雷改造工程中进行了成果应用,从近区输电线路防雷提升和升压站防雷措施改造两方面出发加强防雷设计和治理改造,取得明显效果,为发电企业节约成本数千万元,作为大唐集团公司生产运行中的重大先进技术将进一步在集团西南地区发电企业建设和运行维护方面全面推广,并为国内其他地区类似条件下水电站的防雷设计和改造提供宝贵依据
本项目申请发明专利2项,申请实用新型专利3项,发表论文1篇