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优化无间隙线路避雷器的参数

June 9, 2016 • Arresters / 避雷器, 最近文章汇总

尽管有一系列的补救措施, 雷击仍然是线 路跳闸故障的主要原因之一。因此, 减轻 雷击影响的解决方法依然是全球范围线路 设计人员和电力系统运营商的首要任务。 沿线安装输电线路避雷器被认为是解决雷 击故障最经济也是最简单的策略之一。其 他诸如减少杆塔接地电阻等备选方案通常 更加昂贵得多, 尤其是在山区。对于铺设 地下电缆替代架空线路的方案亦是如此。 本文由TE Connectivity公司的避雷器专 家Bengt Johnnerfelt和Jorge Luiz de Franco撰稿, 探讨了成功安装线路避雷器 必不可少的系统参数。这一过程的最终目 标是优化选择无间隙线路避雷器, 并使其 与隔离开关相配合, 以此来减轻雷击引起 的线路跳闸问题。
收集数据
横跨香港的线路 对可靠性的要求 极高, 沿线的大部 分杆塔每相都安 装了EGLA 优化无间隙线路避雷器的参数 优化无间隙线路避雷器的参数 dsmmytsyhj

横跨香港的线路 对可靠性的要求 极高, 沿线的大部 分杆塔每相都安 装了EGLA

  为了优化线路避雷器的安装, 首先需要收集一些重 要数据。这些数据包括: 1. 杆塔的信息 • 横担的高度和结构; • 每相绝缘子的位置和长度; • 最大设计风速下相导线的最大偏移量; • 机械防振锤的位置; • 沿线的铁塔冲击接地电阻; • 避雷线的位置 (如果有)。 2. 线路绝缘子的信息 • CFO/BIL. 3. 系统参数 • 重合闸次数和策略; • 短路电流;
• 变电站避雷器的数据; • 决定性的最大暂时过电压要求; • 针对系统制定的减少年跳闸次数的指标; • 为保护开关而限定的沿线最大开关电压。
暂时过电压电流/A
无间隙线路避雷 器隔离刀闸
时间/电压 p.u..
电压kV或p.u
1s (A)
电压kV or p.u.
10 s (A)
V电压kV or p.u.
40 s (A)
无间隙线路避雷器
提前充电
1.14
8
1.11
6
1.05
0.4
没有提前充电
1.175
15
1.14
12
1.09
1.6
Ur = 132
没有提前充电
155
15
150
12
144
1.6
Ur = 138
没有提前充电
162
15
157
12
150
1.6
系统暂态过电压 (kV)
150
隔离刀闸
电流
9A
表1:暂时过电压下避雷器的电流
4. 环境数据 • 地面落雷密度和/或每年的雷暴日。 收集了上述信息之后便可以对系统 线路避雷器 (LSA) 的选择进行研究, 使用现有的诸如EMTP、Sigma等软 件识别可能的解决方案。 线路避雷器的应用 线路避雷器基本上有四个主要应用, 最常见的是用于降低雷击杆塔或避 雷线并造成反击闪络、或者雷电直击 相导线造成绝缘子到杆塔之间的闪 络引起的跳闸。这种应用也能阻止雷 击附近较高物体诸如树或风力发电机 引起的感应过电压所造成的闪络。 在上述应用中,可以使用无间隙线路 避雷器(NGLA)和外串间隙线路避横跨香港的线路对可靠性的要求极高, 沿线的大部 分杆塔每相都安 装了EGLA。
雷器 (EGLA) 。如果目标定为无论何 种起因都不能发生任何闪络,则必须 在每基杆塔和线路的每一相都安装 线路避雷器。但是这样做通常无性 价比可言, 除非线路跳闸的后果对 系统或者对用户将造成极其有害的 后果。其中的一个例子或许是从发 电厂引出双回超高压线路, 而任何 一回线路跳闸都可能造成大面积停 电。而在大多数情况下,线路避雷器 的数量以及多少相需要安装线路避雷器则取决于铁塔的接地电阻和减 少停电的目标值。此外,如果不用避 雷线,高直击雷的风险将上升,因此 雷击次数在很大程度上也取决于是 否使用了避雷线。
Conductor
X (m)
Y (m)
Conductor radius (mm)
1–PhaseA–Circuit1
18.9
-5.6
16.0
2–PhaseB–Circuit1
25.3
-5.4
16.0
3–PhaseC–Circuit1
31.7
-5.2
16.0
4–PhaseA–Circuit2
18.9
5.6
16.0
5–PhaseB–Circuit2
25.3
5.4
16.0
6–PhaseC–Circuit2
31.7
5.2
16.0
7 – Shield Wire
37.7
-4.1
5.6
8 – Shield Wire
37.7
4.1
5.6
无间隙线路避雷器的第二个主要应 用场合是在超高压线路的沿线用 来替代重合闸电阻, 从而控制操作 电压。这一应用要求在所有三相上 安装无间隙线路避雷器,但仅在选中的几基杆塔上, 通常对短线路在 线路的中间, 对长线路在线路总长 度的三分之一和三分之二处。此处, 无间隙线路避雷器可以或者独立使 用或者和其他系统组合使用, 例如 可控开关。其目标永远是消除开关 操作引起的跳闸。因为仅覆盖了线 路的一半或三分之一, 一般而言, 对 这些无间隙线路避雷器的能量/电 荷要求比电站避雷器低一个等级。

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