500kV輸變電工程設(shè)計(jì)

1、500kV輸變電工程設(shè)計(jì) 1500kV輸變電所雷電侵入波保護(hù)在西歐、日本、美國(guó)等國(guó)家，都把近區(qū)雷擊看作輸變電所侵入波的考察目的。我國(guó)對(duì)于500kV輸變電工程設(shè)計(jì)中的雷電過電壓做過大量的研究，也都是以近區(qū)雷擊為研究對(duì)象。通過大量的研究說明，一般情況下的近區(qū)雷擊比遠(yuǎn)區(qū)雷擊的侵入波過電壓高。以前在進(jìn)展測(cè)試時(shí)會(huì)受到條件的限制，一般情況下都是通過防雷分析儀來判斷侵入波過電壓假設(shè)在2km處的地方設(shè)置一個(gè)相當(dāng)于幅值的U50%直角波絕緣子串雷電放電電壓，對(duì)于測(cè)量變電所設(shè)備上的過電壓，現(xiàn)改用計(jì)算機(jī)來計(jì)算。有人曾提出了仍然使用防雷分析儀的方式。這樣方式理論的根本是絕緣子串放電電壓U50%要大于侵入波過電壓的幅值，

2、而且它與2km以外的雷擊相關(guān)。在考慮近區(qū)雷擊的情況下，入侵導(dǎo)體形成的雷電流波過電壓幅值就有超過過絕緣子串的臨界放電電壓U50%的可能。一是這個(gè)過電壓的波頭較為峻峭，因此放點(diǎn)的電壓較強(qiáng)；二是耐張塔放電電壓較高，因此該方法的根底條件不成立。假如使用防雷分析儀法，那么不需要判斷雷電流的最大值，此方式不適宜。假如使用國(guó)際通用法，那么需要判斷雷電流的最大值。我國(guó)在規(guī)程中對(duì)此沒有明確的規(guī)定，此值太高，會(huì)造成一定的浪費(fèi)。假設(shè)是，此值太低，就會(huì)降低平安性。在日本所統(tǒng)計(jì)的雷電流幅值相較來說較低。在500kV輸變電系統(tǒng)中，其最大雷電流在計(jì)算時(shí)取150kA。但是在西歐等國(guó)家，其最大雷電流在計(jì)算時(shí)取250KA。在選取

3、此值時(shí)要結(jié)合國(guó)情，根據(jù)詳細(xì)的雷電流幅值分布概率，在選取最大雷電流計(jì)算值時(shí)建議為210220kA。在使用慣用法計(jì)算時(shí)，在雷電侵入波過電壓的影響下，變電所內(nèi)設(shè)備絕緣應(yīng)該留的裕度有多大是一個(gè)重要的問題。我國(guó)在規(guī)程中各單位對(duì)此的要求都沒有明確的規(guī)定，也沒有相似的要求。建議可以參考IEC71-2標(biāo)準(zhǔn)，而對(duì)于內(nèi)絕緣裕度那么取1.15，外絕緣取1.051.0。當(dāng)使用傳統(tǒng)的方法來計(jì)算最大的雷電侵入波過電壓時(shí)，沒有考慮不同變電站運(yùn)行方式的出現(xiàn)幾率，也沒有計(jì)及各種雷電流幅值、變電所內(nèi)不同的過電壓、進(jìn)線段桿塔絕緣子串閃絡(luò)的出現(xiàn)幾率。這是采用慣用法的缺點(diǎn)，但是假設(shè)是采用統(tǒng)計(jì)法卻可以防止這些缺點(diǎn)。但是我國(guó)對(duì)于使用統(tǒng)計(jì)法

4、來計(jì)算變電所的耐雷指標(biāo)時(shí)沒有同意的相關(guān)規(guī)定。CIGRE的工作組認(rèn)為，目前可以承受的事故率的典型值為0.10.3%，設(shè)計(jì)的失敗率應(yīng)該在這個(gè)范圍內(nèi)。我國(guó)500kV的電網(wǎng)構(gòu)造不是很強(qiáng)，而且運(yùn)行的程度比擬低，因此主張MTBF取值為800-1000a，這也是我國(guó)一些電力運(yùn)行部門希望的結(jié)果。2500kV輸電線路的雷擊跳閘率的計(jì)算方式按照我國(guó)規(guī)定的規(guī)程內(nèi)容定感應(yīng)過電壓U，使用以下公式進(jìn)展計(jì)算：Ui=ahc(1-(hg/hc)k0)式中，hc是導(dǎo)線對(duì)地的平均高度；hg是避雷線對(duì)地的平均高度；k0是避雷線和導(dǎo)線之間的藕合系數(shù)；a是雷電流陡度。當(dāng)hc=50m，hg=60m，k0=0.3，a=57.69kA，那么U

5、i=1846kV，感應(yīng)過電壓占86%的臨界放電電壓絕緣子串。再加上桿塔橫擔(dān)電壓，不管多么小的桿塔接地電阻，絕緣子串必須閃緣。而此計(jì)算電壓一定遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際的電壓。以上所表達(dá)的計(jì)算公式是在前蘇聯(lián)半個(gè)世紀(jì)以前所研究出來的成果，因此對(duì)于現(xiàn)代這顆科技開展過快的時(shí)代較為落后，所以在運(yùn)用時(shí)不太適宜，尤其是對(duì)于大跨越線路、同桿雙回線路、山區(qū)線路等。在歐洲、美洲、日本等地區(qū)都認(rèn)同有感應(yīng)過電壓，并且對(duì)此提出了相應(yīng)的計(jì)算公式，但是Ui的計(jì)算比我國(guó)規(guī)程法規(guī)定的計(jì)算要小很多。他們?cè)诜览子?jì)算時(shí)是不考慮感應(yīng)過電壓這項(xiàng)因素的，因此與中國(guó)、前蘇聯(lián)的做法有很大的差異。500kV線路的工作電壓較高，在還擊時(shí)，在絕緣子串中已經(jīng)占據(jù)了

6、大部分的兩端電壓比例。在計(jì)算時(shí)忽略耐雷程度影響的工頻電壓，那么會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)更大的錯(cuò)誤。在日本、美國(guó)、歐洲等諸多國(guó)家都已經(jīng)考慮到工作電壓的影響，當(dāng)時(shí)我國(guó)還沒有注意到，因此建議對(duì)此進(jìn)展修改。按照我國(guó)規(guī)定的規(guī)程內(nèi)容對(duì)高桿塔繞擊的計(jì)算方式為：對(duì)平原線路：lgP=(alpha;ht姨/86)-39對(duì)山區(qū)線路：lgP=(alpha;ht姨/86)-335式中，alpha;為避雷線邊緣導(dǎo)線的保護(hù)角。但是此式在運(yùn)用時(shí)也有一定的條件，alpha;條件為15：必大于15小于40和ht小于50米的前提下，才可以使用此公式，假設(shè)是不符合此前提標(biāo)準(zhǔn)那么不可以。3500kV線路的防雷設(shè)計(jì)同桿雙回線路的好處是可以減小走廊的寬度、增大單位走廊寬度內(nèi)的輸電容量、節(jié)約本錢。日本的500kV的線路幾乎都是采用同桿雙回線路的方法。這種方法在歐美等國(guó)家非常盛行，現(xiàn)今在我國(guó)的使用率也越來越高。其中有一個(gè)極為重大的問題就是耐雷性能變差，這些還需要進(jìn)一步的深化研究。在我國(guó)現(xiàn)有規(guī)程內(nèi)關(guān)于防雷計(jì)算方法的內(nèi)容都只適用于單回路。同桿雙回線路的特點(diǎn)有兩點(diǎn)，第一是桿塔高，容易發(fā)生繞擊和還擊的現(xiàn)象，第二是在發(fā)生雷擊桿塔的同時(shí)導(dǎo)致雙回同時(shí)跳閘的狀況發(fā)生。假如使用規(guī)程法內(nèi)的計(jì)算方法同桿雙回線路的總跳閘率較高，而且根本上都是雙回同時(shí)跳閘，這同實(shí)際情況是不吻合的，因此需要進(jìn)一步的研究，并整理出一套完好的防雷計(jì)算方法，以方便相關(guān)的