[發明專利]變電站線路側雷電侵入波過電壓保護系統

有效

• 申請號: 202110471777.6
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113178853B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 李謙;魏俊濤;宋坤宇;趙曉鳳;王增彬
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04;H02H9/06
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 陳旭紅;吳落

本發明公開了一種變電站線路側雷電侵入波過電壓保護系統，包括：變電站母線、線路側開關、電流互感器及線路側帶串聯間隙避雷器；所述線路側開關的一端接變電站母線，所述線路側開關的另一端與所述電流互感器連接，所述線路側開關的另一端還與所述帶串聯間隙避雷器連接，能有效解決現有技術中連續雷擊引起的沿變電站出線線路的雷電侵入波使得線路側開關斷口絕緣水平下降而重燃損壞，以及線路側帶串聯間隙避雷器能量耐受能力不足而發生熱崩潰的問題，實現變電站線路側連續雷擊的雷電侵入波過電壓保護。

技術領域

本發明涉及電力保護技術領域，尤其涉及一種變電站線路側雷電侵入波過電壓保護系統。

背景技術

大多數地閃過程是由主放電和后續數次回擊組成的連續雷擊，是自然界普遍存在的一種大氣現象，相較于單次雷擊，連續雷擊一般指時間間隔不超過100ms的短時間內連續落雷或多重雷擊。

對于變電站出線側設備而言，在連續雷擊嚴苛運行工況下，容易出現如下情況：變電站線路側開關動作開斷線路因雷擊閃絡后電流短路，相當于熱備用狀態下的開關滅弧斷口，在弧后SF₆氣體介質恢復階段，如果出線線路遭遇連續雷擊，形成的沿線路雷電侵入波在線路側開關斷口處全反射，盡管可能沒有達到斷口正常絕緣狀態下的雷電沖擊耐受水平，但此時滅弧室內氣體溫度依然較高，溫度梯度變化大，熱分解程度大，斷口絕緣水平較正常狀態下低，極易造成連續雷擊下的斷口滅弧室難以正確滅弧，發生斷口擊穿而導致開關損壞事故。

另一方面，線路側避雷器的能量耐受能力(通流容量)是按照單次雷電沖擊來校核的，由于連續雷擊過程時間極短，線路側避雷器的散熱效應忽略不計，避雷器電阻片連續吸收雷電侵入波能量造成較高的溫升，累計吸收能量有可能達到較高水平，甚至接近或超過其通流容量，造成電阻片不可逆的加速劣化，在后續的工頻電壓作用下發生熱崩潰事故。

發明內容

本發明實施例提供一種變電站線路側雷電侵入波過電壓保護系統，能有效解決現有技術中連續雷擊引起沿變電站出線線路的雷電侵入波使得線路側開關斷口絕緣水平下降而重燃損壞，以及線路側帶串聯間隙避雷器能量耐受能力不足而發生熱崩潰的問題。

本發明一實施例提供一種變電站線路側雷電侵入波過電壓保護系統，包括：變電站母線、線路側開關、電流互感器及線路側帶串聯間隙避雷器；

所述線路側開關的一端接入所述變電站母線，所述線路側開關的另一端與所述電流互感器連接，所述線路側開關的另一端還與所述線路側帶串聯間隙避雷器連接。

作為上述方案的改進，所述線路側帶串聯間隙避雷器包括：避雷器本體和間隙；

所述避雷器本體與所述間隙串聯。

作為上述方案的改進，所述間隙包括以下任意一種：

帶復合材料支撐絕緣子間隙、絕緣子內固定串聯間隙或空氣間隙。

作為上述方案的改進，所述系統的線路側帶串聯間隙避雷器通過如下步驟確定間隙距離，包括：

獲取連續雷擊工況下線路側開關斷口的雷電沖擊耐受電壓和線路側開關斷口相對線路側帶串聯間隙避雷器端部的電壓升，計算得到間隙沖擊放電電壓；

根據所述間隙沖擊放電電壓校核得到所述線路側帶串聯間隙避雷器的間隙距離。

作為上述方案的改進，通過如下方法獲取所述雷電沖擊耐受電壓，具體包括：

連續雷擊工況下線路側開關斷口的雷電沖擊耐受電壓等于正常狀態下線路側開關斷口的雷電沖擊耐受電壓乘以預設系數。

作為上述方案的改進，所述獲取連續雷擊工況下線路側開關斷口的雷電沖擊耐受電壓和線路側開關斷口相對線路側帶串聯間隙避雷器端部的電壓升，計算得到間隙沖擊放電電壓，具體包括：

U_C＝U_D-ΔU；