[發(fā)明專利]一種抑制特高壓線路操作過電壓的方法和系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN107482566A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李振強(qiáng);范冕;婁穎;何慧雯;王磊;萬磊;李志軍;查志鵬;張波;何櫻
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H02G13/00
• 分類號: H02G13/00
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11266
• 代理人: 郭一斐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及過電壓抑制技術(shù)，并且更具體地，涉及一種抑制特高壓線路操作過電壓的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

交流特高壓輸電工程線路的操作過電壓水平是影響桿塔塔頭間隙大小的關(guān)鍵因素之一，過高的操作過電壓水平使桿塔塔頭間隙距離增大，塔身重量增大，更重要的是線路走廊增大，從而涉及到征地、拆遷等與民生密切相關(guān)的諸多事項(xiàng)，存在一定的經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)性問題。

另一方面，目前特高壓線路使用斷路器合閘電阻是限制操作過電壓的一個(gè)重要措施，斷路器合閘電阻成本高，更重要的是根據(jù)超高壓工程的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，合閘電阻使斷路器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率大大增高，運(yùn)行可靠性降低，會(huì)帶來特高壓輸電的安全問題。若采取措施深度抑制特高壓線路的操作過電壓，可在一定范圍內(nèi)(如不太長的線路)取消合閘電阻，從而解決此問題。

目前特高壓線路上僅有用于防雷作用的帶間隙的線路型避雷器，這種避雷器在設(shè)計(jì)時(shí)不限制操作過電壓。另外，在500kV超高壓工程中，有在線路中部采用變電站避雷器深度抑制操作過電壓的案例，但這種方式的不足之處非常明顯：一是需要為變電站避雷器征地，二是若線路位于群山之中，很難找到合適的位置來安裝避雷器。因此這種方法的實(shí)用性較低，目前的應(yīng)用極少。還有一種在變電站采用可控避雷器抑制合閘過電壓的措施，該方法可取消斷路器合閘電阻，但不能限制其他類型的操作過電壓，如接地故障后斷路器分閘引起的故障清除過電壓。而本發(fā)明能夠抑制制所有類型的操作過電壓。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)存在的如何在長距離特高壓線路中能夠取消斷路器合閘電阻并且抑制所有類型的操作過電壓的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種抑制特高壓線路操作過電壓的方法。

本發(fā)明所述方法是在特高壓線路的桿塔上安裝1至3組單柱無間隙避雷器，其中，所述避雷器每三相為1組，且安裝的避雷器組數(shù)與避雷器安裝位置的對應(yīng)關(guān)系包括：

當(dāng)安裝的避雷器為1組時(shí)，避雷器安裝在以特高壓線路全線長度的1/2為中心，左右2千米范圍以內(nèi)的任意位置；

當(dāng)安裝的避雷器為2組時(shí)，避雷器分別安裝在以特高壓線路全線長度的1/4和3/4為中心，左右2千米范圍以內(nèi)的任意位置；

當(dāng)安裝的避雷器為3組時(shí)，避雷器分別安裝在以特高壓線路全線長度的1/4、1/2和3/4為中心，左右2千米范圍以內(nèi)的任意位置。優(yōu)選地，所述避雷器是單柱無間隙氧化鋅避雷器。

通過不同組數(shù)避雷器安裝在不同位置，能很好的限制操作過電壓，同時(shí)便于實(shí)際操作。

與目前工程中特高壓變電站避雷器使用4柱的相比，單柱避雷器重量輕，可以懸掛在桿塔上，不需要安裝在地面，避免了征地，并且使用無間隙避雷器，有效解決了帶間隙避雷器間隙放電不穩(wěn)定，既要滿足在運(yùn)行電壓下間隙不產(chǎn)生電暈，又要在設(shè)定的操作沖擊電壓下可靠放電的困難。

另外，本發(fā)明采用1～3組避雷器，保證了特高壓線路工程的經(jīng)濟(jì)性。在現(xiàn)有技術(shù)中，用于限制操作過電壓的線路型避雷器的價(jià)格在75萬元/支左右(包括安裝支架)。特高壓線路斷路器合閘電阻每組(三相)約540萬元，特高壓變電站一般采用3/2斷路器接線方式，根據(jù)同桿雙回特高壓線路中單回線路配串情況計(jì)算不裝合閘電阻后節(jié)省的投資見表1。

在節(jié)省投資最少的配串方式序號4情況下，1080萬元投資與4組(每組三相)線路型避雷器價(jià)格約900萬元接近。考慮到線路避雷器還涉及到鐵塔改造、安裝施工及運(yùn)行維護(hù)等因素，因此特高壓線路安裝3組及以下線路型避雷器時(shí)才具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，否則仍采用特高壓線路斷路器合閘電阻。

表1單回線路在兩側(cè)變電站內(nèi)配串方式與取消合閘電阻斷路器的組數(shù)

和節(jié)省投資的關(guān)系

優(yōu)選地，在特高壓線路的桿塔上安裝的避雷器的額定電壓是828kV、804kV或者780kV。

目前工程中避雷器的額定電壓為828kV，通過選擇更低額定電壓的避雷器，可得到更低的操作沖擊殘壓，從而進(jìn)一步降低操作過電壓。

避雷器的額定電壓與工頻過電壓幅值及其持續(xù)時(shí)間密切相關(guān)，見表2。額定電壓為780kV的氧化鋅避雷器MOA耐受1.4p.u.工頻過電壓的持續(xù)時(shí)間也在1s以上，而特高壓工程的工頻過電壓的幅值一般小于1.4p.u.，最大持續(xù)時(shí)間在0.5s以內(nèi)，因此可采用額定電壓780kV的MOA。而更低額定電壓的避雷器其本身的安全性不能得到有效保證。

表2金屬氧化物避雷器承受暫時(shí)過電壓的要求

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種抑制特高壓線路操作過電壓的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：