500kV变电站运行方式及工频相角对雷电侵入波过电压的影响

500kV输电线路雷电干扰及防雷措施分析500kV超高压输电线路作为电网中重要组成部分，主要承担着工业企业生产所需的高压电的输送任务，其线路运行质量与高压电的输送息息相关。

雷击事故是当前影响500kV输电线路稳定运行的最主要因素，而且还会对整个电网的运行安全带来较大的影响。

因此需要针对500kV输电线路发生雷击的原因进行分析，从而针对实际情况采取有效的防雷措施，有效的保证电网运行的安全性和可靠性。

标签：500kV输电线路；雷击原因；防雷；措施前言随着我国经济的快速发展，有效的带动了我国电力行业的建设速度。

500kV 输电线路作为超高压输电线路，承担着高压电的输送任务，其供电可靠性直接关系到工业企业的正常高压电供应，因此需要做好500kV输电线路防雷工作。

这主要是由于500kV输电线路长期的处于自然环境下运行，不仅线路较长，而且分布较广，在运行过程中受地形条件及气候影响较大，这也使500kV输电线路极易受到雷电的侵袭，一旦雷击事故发生，则会导致线路出现跳闸故障，严重时还会损坏线路中的相关设备。

因此做好500kV输电线路防雷工作，才能有效的提高其运行的安全性。

1 高压输电线路发生雷击的原因1.1 设计水平及自身特点使其容易受到雷击破坏目前运行中的500kV输电线路最早建于上世纪80年代，这些早期投资建成的输电线路，在建设时受制于经费及技术等因素的制约，线路防雷水平不高。

再加之超高压输电线路与普通输电线路存在较大的差别，由于线路内部所流经的电压较高，这也导致在超高压输电线路周围存在着严重的电离现象，一旦雷雨天气，发生雷击现象的机率较大。

1.2 输电线路安装环境使其发生雷击事故增加近年来我国城镇化建设进程加快，土地资源越来越紧缺，这也导致高压输电线路安装环境受到诸多因素的影响，往往路线会选择在山坡等地区，这种地理环境无形中导致高压输电线路雷击概率增加。

再加之当前输电线路平均高度呈现出增加的态势，整体要高于过去的输电线路，这也增加了其受到雷击损坏的危险。

500kV变电站雷电过电压仿真与分析摘要：当发生雷击时，会造成电压过高，致使变电站大面积停电，影响电网系统正常运行。

为了提高电网运行的可靠性，通过电磁暂态仿真软件(ATP－EMTP)对某500kV变电站雷电过电压进行仿真分析。

考虑雷击位置的不同，比较变电站主变压器过电压值的大小;为寻求最佳防雷保护，研究杆塔接地电阻对主变压器过电压的影响。

分别分析远雷区和近雷区杆塔电阻值对电气设备过电压的影响;研究主变侧安装避雷器对雷电过电压的抑制作用，并探讨避雷器与主变的距离对变电站的防护效果。

仿真结果表明，雷击2号杆塔时主变压器的过电压值最高;改变近雷区杆塔接地电阻值对电气设备过电压值影响更大;综合考虑主变与避雷器的距离在50m之内可有效保护变电站稳定运行。

关键词：500kV变电站;过电压;防雷保护引言500kV变电站作为矿井供电体系的枢纽，对于矿井生产的持续稳定运行至关重要。

当矿井处于山岭地带时，500kV变电站也多处于位置偏僻的高地区域，这种情况下在夏季雷雨天气，变电站电网线路被雷电入侵而发生跳闸或电气设备损伤的概率大幅提高，从而对煤矿生产的持续稳定开展造成严重影响。

根据相关统计，因雷电入侵造成的供电问题占到矿井变电站事故的40%左右。

鉴于此，采取合理的技术措施对矿井500kV变电站电气设备进行合理防护，对于确保矿井生产供电的持续有效意义重大。

1 雷击点对主变过电压的影响在500kV变电站中，雷击点是影响系统各个设备的重要因素。

本文仿真计算时将变电站和进线段结合起来，离变电站2km以内的1－5号杆塔为近雷区，离变电站在2km及以外的6号杆塔为远雷区。

由于1号杆塔与变电站门型构架距离较近，而变电站门型构架的接地电阻一般都很小，当雷击1号杆塔的塔顶位置时，雷电波通过地面地线返回的负反射波很快回到1号杆塔，因此1号杆塔的电位相对降低，使雷击1号杆塔所产生的过电压大大降低。

2 雷电入侵途径和危害分析对于煤矿生产而言，雷电对变电站的入侵损害主要包括4种途径：a)直击变电站。

500kV变电站雷电侵入波保护500kV变电站作为电力系统的重要枢纽，如果遇到雷电袭击，就会出现大范围停电的情况。

由于变电站内部的大多数电气设备的内绝缘没有自动恢复的能力，如果遇到雷电袭击受到破坏将带来严重的后果。

造成变电站雷电事故的主要原因是雷电侵入波过电压，所以做好500kV变电站雷电侵入波的保护工作是十分必要和重要的。

标签：500kV变电站;雷电侵入波;保护1雷电侵入变电站的方式以及雷击点的选择分析1.1雷电侵入变电站方式分析500kV变电站作为电力系统的关键构成部分，对整个电力系统的运行都有着决定性影响的作用。

雷电侵入变电站对变电站所造成的危害很大，对于变电站的雷击主要有两种方式，沿线路传过来的过电压波以及直接侵入变电站。

通常直接雷击是通过避雷针进行防护。

雷击线路的情况较多，所以雷电过电压波就比较常见。

对于变电站的雷电侵入波主要有两种方式，反击和绕击。

在雷击距杆塔一段距离的避雷线时，如在档距中央，那么空气间隙所承受的过电压就会比通过相同强度雷电流在杆塔绝缘子串上造成的过电压高，间隙电压临近击穿值的时候就会有很大预放电流在间隙中流过，并使得间隙上电位差降低，从而能够对击穿的时间得以延迟。

1.2雷击点的选择分析对于雷击点的选择过程中，把变电站以及进线段进行有机结合，并将其作为统一网络。

其中在进线段以及非进线段都比较容易受到雷击影响，从而形成侵入波，但是真正对变电站的内部设施造成威胁的是近区雷击。

在实际雷击点的选择过程中，通常近区雷击是变电站侵入波重点考察的对象，其过电压也会高于远区雷击侵入波过电压。

但在这一过程中就存在着问题，近区雷击的第几基杆塔过电压的幅值是最大的。

对于进线段的各杆塔塔型、高度和绝缘子串的伏秒特性以及杆塔接地电阻会存在着很大的不同，所以也会对雷击进线段各塔侵入波有着很大的影响。

2雷电侵入波的保护方案2.1影响因素500kV变电站方案设计中，最先要明确雷电侵入波保护的影响因素，在此基础上才能完善方案的设计。

500kV输变电工程设计中雷电过电压问题探析【摘要】现行的雷电过电压问题在我国500kV输变电工程设计中由于沿用的前苏联的技术和方法，所以和世界科学技术比起来，存在一些明显的缺点和问题。

我们要与世界接轨，就必须博采众长，将先进的科学研究成果从国外吸收过来，来弥补自己的不足。

【关键词】雷电；过电压；500kV；输变电前言经过大量的研究工作，在500kV输变电工程设计上我们国家有了不错的成绩，但和国外相比，我们仍存在很多问题和不足。

本文就对我国的输变电设计着重提出几点建议和看法。

1 500kV雷电侵入波1.1 雷击点我国规定：不考虑近区雷击（距离变电所2km）而只计算2km以外的远区雷击。

而近区雷击在实际生活里才是威胁变电所设备的罪魁祸首。

在规定里，若以2km以外的雷击作为考察对象是不科学的，这是因为在长距离传送过程中，雷电波会有一定的衰减和变缓的波头，它形成电压过低的侵入波对站内设备影响不大。

之所以这样规定，是参考中、高压线路分析方法，进线段在有避雷针和绝缘的情况下，因反击或绕击不会进波。

而在近线段和非近线段遭受雷击时实际完全可以形成入侵波。

在美国、日本和欧洲的西部，他们变电所的考察对象主要是近区雷击产生的侵入波。

我国的500kV变电所进行的研究，虽然考虑远区雷击，但主要的研究对象仍然是近区的雷击。

经过研究，侵入波过电压在远区雷击中明显低于在近区雷击中产生的侵入波。

有人猜测，最严重的侵入波过电压是在雷击#1塔中形成，所以就把雷击#1塔作为近区雷击。

这种想法在大多数情况下不适合和我国。

研究发现，#0塔（即终端门型构架）距离#1塔很近，负反射波在#0塔返回时，若雷击#1塔塔顶，会经地线返回，使#1塔顶的电位降低，从而减小了侵入波过电压。

所以距离#0塔较远的#2塔和#3塔，则会形成较高的的过电压。

因此仅仅计算侵入波过电压在#1塔中不全面。

1.2 雷电侵入波计算方法过去确定侵入波过电压依靠防雷分析仪是条件所限，在2km处施加一个直角波，使它的幅值与放电电压U50%在绝缘子串雷电中相等进而可以测得过电压的值。

500kV输电线路防雷分析及对策摘要：近年来，我国工业水平不断提高，500kV输电线路作为工业发展的重要输电通道，随着我国工业规模的扩大，将得到越来越广泛的应用。

在我国社会发展的当前形势下，输电线路运行安全仍然是我国电力企业需要研究的重要问题，雷电灾害是威胁输电线路运行安全的重要因素，风险防范是工作的重点。

在500kV输电线路中，防雷具有十分重要的意义。

本文对我国500kV输电线路的防雷进行了分析，并提出了防雷措施。

关键词：500kV输电线路；防雷分析；对策1前言目前，500kV高压输电线路已广泛应用于输配电系统中，在提高电压等级的条件下已经建设了500kV超高压输电网络。

许多地区500kV高压输电线路是建立空旷平原和山区,远离城市居民和农村地区,相对较复杂的气候条件和地形条件,价值雷电频繁,因此,500kV输电线路雷击的概率会提高,导致线路跳闸,闪络放电和其它问题,影响安全运行。

因此，有必要采取先进的500kV输电线路在实际运行中防雷的技术对策，以维护线路的安全可靠运行。

2雷电对500KV输电线路的影响及危害2.1感应雷过电压在雷雨天气，频繁高压雷会出现击中输电线路、杆塔或是突出地面的现象，被击中点以及周边就会产生电磁感应（电磁感应能够在短时间内实现电能与磁能之间的装换），导致线路上出现高强电压，其中的电流也会显著增加，短时间内就会形成对人体安全构成威胁的高压线路。

在出现这类状况时，即使不与线路发生直接接触，也会出现出电的现象，让人防不胜防，针对这种灾害的发生，最好的解决办法就是将线路埋入地下，尽量避免高空架设，并且做好相应的防雷措施，增强弱电的保护装置。

2.2直击雷过电压顾名思义，直击雷就是指雷电会直接击中电力线路。

此时，导线中会产生大量的电流，它们通过阻抗进入地面，并且出现电压降低现象。

而在遭受直击的地方，其电位反而会出现急速上升的现象。

电位的急速上升通常会带来很多严重的后果：如电效应、热效应、光效应等对电路造成极大破坏和对人体产生极大威胁的物理现象[2] 。

第22卷第3期2021年3月电气技术Electrical EngineeringV ol.22 No.3Mar. 2021500kV某变电站雷电侵入波过电压计算周艳青谌阳（中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，广州 510663）摘要本文以某500kV变电站的电气主接线、设备参数、线路及构架模型等为计算输入，利用电磁暂态程序，对某500kV变电站的雷电侵入波过电压进行了仿真计算，给出了该变电站在工程本期典型运行方式下，变电站设备上雷电过电压的最大值。

根据雷电过电压计算结果，针对主变的最大雷电过电压值高于相应的雷电冲击耐受电压允许值，提出了改进措施，使得主变以及其他设备上的最大雷电过电压值均低于相应的雷电冲击耐受电压允许值，满足雷电防护要求。

关键词：500kV变电站；雷电侵入波；过电压；防雷保护Research on the lightning intruding surge protection for 500kV substationZHOU Yanqing CHEN Yang(China Energy Engineering Group Guangdong Electric Power Design Institute Co., Ltd, Guangzhou 510663)Abstract This paper takes the main electrical wiring, equipment parameters, transmission tower and gantry model of the 500kV substation as the calculation input, and uses the electromagnetic transient program to simulate the lightning intrusion wave overvoltage. The maximum lightning overvoltage on the substation equipment under the typical operation mode are calculated. Afterimprovement measures are proposed. The maximum lightning overvoltage value on the transformer and other equipment is lower than the allowable value, meets the requirements of lightning protection.Keywords：500kV substation; lightning intruding surge; overvoltage; lightning protection0引言500kV某变电站位于昌都县卡诺镇瓦约村，该站海拔高度为3 200m，年平均雷电日为51.3天。

国家电力公司武汉高压研究所武汉 430074 0 前言我国在500 kV输变电工程设计方面做了大量的研究工作，取得了很大的成绩，但也有不足。

本文着重就500 kV输变电工程设计中的雷电过电压方面的问题提出一些看法。

1 500 kV变电所雷电侵入波保护 1.1 雷击点我国规程规定只计算离变电所2 km以外的远区雷击［1］，不考虑2 km以内的近区雷击。

而实际上对变电所内设备造成威胁的主要是近区雷击。

2 km以外的雷击，雷电波在较长距离传送过程中的衰减和波头变缓，在站内设备上形成的侵入波过电压较低，以它为考察的主要对象不合适。

这可能是沿袭中压系统和高压系统作法，认为进线段有避雷线或加强绝缘，不会因反击或绕击而进波。

实际上，进线段和非进线段并无本质差异，完全可能受雷击而形成入侵波。

在美国、西欧和日本以及CIGRE工作组，均以近区雷击作入变电所侵入波的重点考察对象。

我们所进行大量500 kV变电所侵入波的研究，也均是以近区雷击为主要研究对象，同时也考虑远区雷击。

大量研究表明，近区雷击的侵入波过电压一般均高于远区雷击的侵入波过电压。

有人认为雷击#1塔会在变电所形成最严重的侵入波过电压，以此为近区雷击。

这种想法在某些情况下可能是正确的，但在我国，大多数情况下不合适。

大量研究表明，#１塔和变电所的终端门型构架(也称#0塔)距离一般较近，雷击#1塔塔顶时，经地线由#0塔返回的负反射波很快返回#1塔，降低了#1塔顶电位，使侵入波过电压减小。

而#2、#3塔离#0塔较远，受负反射波的影响较小，过电压较高。

所以仅计算雷击#1塔侵入波过电压不全面。

进线段各塔的塔型、高度、绝缘子串放电电压、杆塔接地电阻不同，也造成雷击进线段各塔时的侵入波过电压的差异。

根据经验，一般为雷击#2或#3塔时的过电压较高。

建议我国现有规程对原以考虑2 km 以外的雷击改为主要考虑2 km 以内雷击，或者兼顾近区和远区雷击，以近区雷击为主。

1.2 雷电侵入波计算方法过去受条件限制，主要依靠防雷分析仪来确定侵入波过电压。

浅析500kV高压输电线路雷电干扰成因及措施摘要：随着经济的迅猛发展，人们对电力的需求也越来越大，电力与人们的生产生活联系也愈加紧密，因此，提高供电系统的平稳性、安全性对电力系统的健康发展具有重要的意义。

然而，550kv 高压输电线路长期裸露置于高空，易遭受雷电干扰，导致自动跳闸、断电等现象，使整个电力系统受到损害。

若雷电干扰地点周围的辅助设施绝缘性不达标，雷电干扰产生的电流容易引起第二次伤害，雷电干扰造成的输电中断不仅影响人们的生产生活，严重时更会危及人们的生命和财产。

同时电路的检修工耗费大量的人力、物力、财力，特别是在丘陵及交通条件不方便的山区，巡视、检修线路故障存在诸多困难。

由此可见，对我国高压输电线路进行防雷是至关重要的，通过现代化的防雷技术，既能够减轻电力系统的安全隐患，也能够提升高压输电线路的安全系数。

关键词：500kV；高压输电线路；雷电干扰成因；措施1、雷电干扰产生的原因550kv高压输电线路多架空在离地较高的空旷野外，无形中加大了线路受雷电干扰的频率。

同时 550kv 高压输电线路运用最多的材料为金属材质，当其遇雷电干扰后会产生大量的感应电流，使输电线路内的电压迅速提高，这一定程度上会影响输电线路的安全稳定性，容易使正在使用的电力设备受到损害。

雷电自身的强大电流对大地产生放电效应，起电时引发高压输电线产生雷电感应电荷，感应电荷电压可达到上千伏，由此可见雷电对550kv 输电线路产生的冲击波非常大，严重的会导致部分电力系统发生瘫痪。

尽管实际工作中在架设线路时安装了避雷线、避雷针等装置，但无法真正杜绝输电线路免遭雷电干扰的影响。

因此，应该加强输电线路的防雷工作，各地区相关部门结合气候、地形等客观环境，因地制宜的制定科学、合理的防雷方案，努力将雷电干扰对输电线路造成的损失降到最小。

2、550kv高压输电线路防雷技术2.1设置侧向避雷针杆塔侧向避雷针有着较强的雷电吸引力，它可以增强避雷线吸引雷电的能力，从而增加避雷线的保护范围。