[发明专利]变电站线路侧雷电侵入波过电压保护系统

说明书

本发明公开了一种变电站线路侧雷电侵入波过电压保护系统，包括：变电站母线、线路侧开关、电流互感器及线路侧带串联间隙避雷器；所述线路侧开关的一端接变电站母线，所述线路侧开关的另一端与所述电流互感器连接，所述线路侧开关的另一端还与所述带串联间隙避雷器连接，能有效解决现有技术中连续雷击引起的沿变电站出线线路的雷电侵入波使得线路侧开关断口绝缘水平下降而重燃损坏，以及线路侧带串联间隙避雷器能量耐受能力不足而发生热崩溃的问题，实现变电站线路侧连续雷击的雷电侵入波过电压保护。

技术领域

本发明涉及电力保护技术领域，尤其涉及一种变电站线路侧雷电侵入波过电压保护系统。

背景技术

大多数地闪过程是由主放电和后续数次回击组成的连续雷击，是自然界普遍存在的一种大气现象，相较于单次雷击，连续雷击一般指时间间隔不超过100ms的短时间内连续落雷或多重雷击。

对于变电站出线侧设备而言，在连续雷击严苛运行工况下，容易出现如下情况：变电站线路侧开关动作开断线路因雷击闪络后电流短路，相当于热备用状态下的开关灭弧断口，在弧后SF₆气体介质恢复阶段，如果出线线路遭遇连续雷击，形成的沿线路雷电侵入波在线路侧开关断口处全反射，尽管可能没有达到断口正常绝缘状态下的雷电冲击耐受水平，但此时灭弧室内气体温度依然较高，温度梯度变化大，热分解程度大，断口绝缘水平较正常状态下低，极易造成连续雷击下的断口灭弧室难以正确灭弧，发生断口击穿而导致开关损坏事故。

另一方面，线路侧避雷器的能量耐受能力(通流容量)是按照单次雷电冲击来校核的，由于连续雷击过程时间极短，线路侧避雷器的散热效应忽略不计，避雷器电阻片连续吸收雷电侵入波能量造成较高的温升，累计吸收能量有可能达到较高水平，甚至接近或超过其通流容量，造成电阻片不可逆的加速劣化，在后续的工频电压作用下发生热崩溃事故。

发明内容

本发明实施例提供一种变电站线路侧雷电侵入波过电压保护系统，能有效解决现有技术中连续雷击引起沿变电站出线线路的雷电侵入波使得线路侧开关断口绝缘水平下降而重燃损坏，以及线路侧带串联间隙避雷器能量耐受能力不足而发生热崩溃的问题。

本发明一实施例提供一种变电站线路侧雷电侵入波过电压保护系统，包括：变电站母线、线路侧开关、电流互感器及线路侧带串联间隙避雷器；

所述线路侧开关的一端接入所述变电站母线，所述线路侧开关的另一端与所述电流互感器连接，所述线路侧开关的另一端还与所述线路侧带串联间隙避雷器连接。

作为上述方案的改进，所述线路侧带串联间隙避雷器包括：避雷器本体和间隙；

所述避雷器本体与所述间隙串联。

作为上述方案的改进，所述间隙包括以下任意一种：

带复合材料支撑绝缘子间隙、绝缘子内固定串联间隙或空气间隙。

作为上述方案的改进，所述系统的线路侧带串联间隙避雷器通过如下步骤确定间隙距离，包括：

获取连续雷击工况下线路侧开关断口的雷电冲击耐受电压和线路侧开关断口相对线路侧带串联间隙避雷器端部的电压升，计算得到间隙冲击放电电压；

根据所述间隙冲击放电电压校核得到所述线路侧带串联间隙避雷器的间隙距离。

作为上述方案的改进，通过如下方法获取所述雷电冲击耐受电压，具体包括：

连续雷击工况下线路侧开关断口的雷电冲击耐受电压等于正常状态下线路侧开关断口的雷电冲击耐受电压乘以预设系数。

作为上述方案的改进，所述获取连续雷击工况下线路侧开关断口的雷电冲击耐受电压和线路侧开关断口相对线路侧带串联间隙避雷器端部的电压升，计算得到间隙冲击放电电压，具体包括：

U_C＝U_D-ΔU；