電工電氣雜志社

風(fēng)電場(chǎng)220 kV升壓變雷擊事故分析及防治措施研究

來(lái)源：電工電氣發(fā)布時(shí)間：2022-07-18 14:18 瀏覽次數(shù)：395

風(fēng)電場(chǎng)220 kV升壓變雷擊事故分析及防治措施研究

宋佳駿，劉守豹，童理，韋昌偉

(大唐水電科學(xué)技術(shù)研究院有限公司，廣西南寧 530007)

摘要： 風(fēng)電場(chǎng)主要位于開闊、迎風(fēng)的山地，氣候、地形條件復(fù)雜，設(shè)備運(yùn)行不可避免受到雷雨影響。以某風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生的升壓變雷擊事故為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)主變故障后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析以及解體檢查后發(fā)現(xiàn)雷擊導(dǎo)致的變壓器低壓線圈匝間短路是造成主變故障的主要原因；采用 ATP-EMTP 軟件建立集電線路雷擊電磁暫態(tài)分析模型，對(duì)桿塔遭受雷擊下升壓變過(guò)電壓情況分析，指出現(xiàn)有防雷措施不能有效防治大幅值雷電流造成的三相侵入波問(wèn)題，提出了在主變 35 kV 套管加裝一組避雷器的防雷思路，并建立變壓器梯形等值電路分析模型，通過(guò)仿真計(jì)算驗(yàn)證了防雷措施的有效性，為雷電多發(fā)地帶風(fēng)電場(chǎng)防雷保護(hù)提供了技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞： 風(fēng)電場(chǎng)；升壓變壓器；雷擊事故；電磁暫態(tài)；避雷器

中圖分類號(hào)：TM614 ；TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3175(2022)07-0035-05

Analysis and Prevention Measures of the 220 kV Step-Up Transformer

Lightning Accident in a Wind Power Plant

SONG Jia-jun, LIU Shou-bao, TONG Li, WEI Chang-wei

（Datang Hydropower Science & Technology Research Institute Co., Ltd, Nanning 530007, China）

Abstract: Locations of wind farms mostly are open and in the windward mountains where the climate and the terrain conditions are complex,and the operation of equipment is inevitably affected by the thunderstorm. This paper studied a step-up transformer lightning accident in a wind power plant. It detected the short-circuit between the transformer low-voltage coil caused by lightning which is the vital cause of the primary transformer failure after data analysis and disassembly inspection. The ATP-EMTP software helped establish the electricity line lightning electromagnetic transient analysis model. The boosting voltage became the overvoltage under the tower lightning strike had been analyzed by using that model. In addition, it indicated the existing lightning protection measures could not prevent and control the three-phase invasion wave problem caused by large amplitude lightning current. This research proposed the idea that adding a group of lightning arresters with the main transformer 35 kV casing and building the transformer trapezoidal equivalent circuit analysis model. The simulation test verified the effectiveness of lightning protection measures.It provides technical references for lightning protection in wind power plants with multiple thunder and lightning weather condition.

Key words: wind power plant; step-up transformer; lightning accident; electromagnetic transient; lightning arrester

參考文獻(xiàn)

[1] 王恰.2020—2060 年中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模及其 CO₂ 減排預(yù)測(cè)[J]. 生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2021，37(7) ：13-21．

[2] 陶世祺，張小青，王耀武，等. 考慮后續(xù)雷擊的風(fēng)電機(jī)組雷電暫態(tài)研究[J] . 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2018，38(18) ：5326-5334.

[3] 李慶民，郭子炘，張黎，等. 大型風(fēng)電場(chǎng)雷擊防護(hù)研究面臨的關(guān)鍵問(wèn)題[J] . 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2018，38(18) ：5296-5306.

[4] 王成，黃宏華. 電力變壓器匝間短路故障分析及處理[J]. 電力科學(xué)與工程，2012，28(1)：46-49.

[5] 李秀國(guó). 變壓器匝間短路故障的分析與處理[J] .山東電力技術(shù)，2009(6) ：28-29.

[6] 咸日常，陳蕾，耿凱，等. 接地變壓器低壓繞組匝間短路故障的電磁特征研究[J] . 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2021，49(8) ：74-82.

[7] 葉志軍，茍炬龍，蔡金星，等. 變壓器一次側(cè)匝間短路參數(shù)與特征分析[J] . 電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2019，43(21) ：213-220.

[8] 莫付江，陳允平，阮江軍. 輸電線路桿塔模型與防雷性能計(jì)算研究[J] . 電網(wǎng)技術(shù)，2004，28(21) ：80-84.

[9] 陳捷. 輸電線路高桿塔波阻抗及反擊特性的研究[D]. 重慶：重慶大學(xué)，2004.

[10] 張宇嬌，劉佳煒，黃雄峰，等. 改進(jìn)復(fù)合材料桿塔多波阻抗模型及其仿真計(jì)算[J] . 中國(guó)電力，2018，51(5) ：68-74.

[11] 周歧斌，王振興，邊曉燕，等. 風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)集電線路雷擊過(guò)電壓的研究與防護(hù)[J] . 電瓷避雷器，2019(6) ：31-36.

[12] 肖安南，張蔚翔，焦玉平，等. 基于 ATP-EMTP 仿真軟件的輸電線路雷擊跳閘率多因素對(duì)比分析研究[J]. 電瓷避雷器，2019(4) ：146-150.

[13] 楊慶，趙杰，司馬文霞，等. 云廣特高壓直流輸電線路反擊耐雷性能[J] . 高電壓技術(shù)，2008，34(7) ：1330-1335.

[14] 趙淳，阮江軍，李曉嵐，等. 輸電線路綜合防雷措施技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評(píng)估[J] . 高電壓技術(shù)，2011，37(2) ：290-297.

[15] 何金良，曾嶸，陳水明. 輸電線路雷電防護(hù)技術(shù)研究(三) ：防護(hù)措施[J] . 高電壓技術(shù)，2009，35(12) ：2917-2923.

[16] 劉守豹，曾偉，廖文龍，等.35 kV 輸電線路雷擊特性及防雷措施研究[J] . 電瓷避雷器，2018(6) ：34-38.

返回索引列表

Article retrieval

文章檢索

風(fēng)電場(chǎng)220 kV升壓變雷擊事故分析及防治措施研究