[发明专利]一种抑制特高压线路操作过电压的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及过电压抑制技术，并且更具体地，涉及一种抑制特高压线路操作过电压的方法和系统。

背景技术

交流特高压输电工程线路的操作过电压水平是影响杆塔塔头间隙大小的关键因素之一，过高的操作过电压水平使杆塔塔头间隙距离增大，塔身重量增大，更重要的是线路走廊增大，从而涉及到征地、拆迁等与民生密切相关的诸多事项，存在一定的经济性和社会性问题。

另一方面，目前特高压线路使用断路器合闸电阻是限制操作过电压的一个重要措施，断路器合闸电阻成本高，更重要的是根据超高压工程的运行经验，合闸电阻使断路器的结构复杂，故障率大大增高，运行可靠性降低，会带来特高压输电的安全问题。若采取措施深度抑制特高压线路的操作过电压，可在一定范围内(如不太长的线路)取消合闸电阻，从而解决此问题。

目前特高压线路上仅有用于防雷作用的带间隙的线路型避雷器，这种避雷器在设计时不限制操作过电压。另外，在500kV超高压工程中，有在线路中部采用变电站避雷器深度抑制操作过电压的案例，但这种方式的不足之处非常明显：一是需要为变电站避雷器征地，二是若线路位于群山之中，很难找到合适的位置来安装避雷器。因此这种方法的实用性较低，目前的应用极少。还有一种在变电站采用可控避雷器抑制合闸过电压的措施，该方法可取消断路器合闸电阻，但不能限制其他类型的操作过电压，如接地故障后断路器分闸引起的故障清除过电压。而本发明能够抑制制所有类型的操作过电压。

发明内容

为了解决背景技术存在的如何在长距离特高压线路中能够取消断路器合闸电阻并且抑制所有类型的操作过电压的技术问题，本发明提供一种抑制特高压线路操作过电压的方法。

本发明所述方法是在特高压线路的杆塔上安装1至3组单柱无间隙避雷器，其中，所述避雷器每三相为1组，且安装的避雷器组数与避雷器安装位置的对应关系包括：

当安装的避雷器为1组时，避雷器安装在以特高压线路全线长度的1/2为中心，左右2千米范围以内的任意位置；

当安装的避雷器为2组时，避雷器分别安装在以特高压线路全线长度的1/4和3/4为中心，左右2千米范围以内的任意位置；

当安装的避雷器为3组时，避雷器分别安装在以特高压线路全线长度的1/4、1/2和3/4为中心，左右2千米范围以内的任意位置。优选地，所述避雷器是单柱无间隙氧化锌避雷器。

通过不同组数避雷器安装在不同位置，能很好的限制操作过电压，同时便于实际操作。

与目前工程中特高压变电站避雷器使用4柱的相比，单柱避雷器重量轻，可以悬挂在杆塔上，不需要安装在地面，避免了征地，并且使用无间隙避雷器，有效解决了带间隙避雷器间隙放电不稳定，既要满足在运行电压下间隙不产生电晕，又要在设定的操作冲击电压下可靠放电的困难。

另外，本发明采用1～3组避雷器，保证了特高压线路工程的经济性。在现有技术中，用于限制操作过电压的线路型避雷器的价格在75万元/支左右(包括安装支架)。特高压线路断路器合闸电阻每组(三相)约540万元，特高压变电站一般采用3/2断路器接线方式，根据同杆双回特高压线路中单回线路配串情况计算不装合闸电阻后节省的投资见表1。

在节省投资最少的配串方式序号4情况下，1080万元投资与4组(每组三相)线路型避雷器价格约900万元接近。考虑到线路避雷器还涉及到铁塔改造、安装施工及运行维护等因素，因此特高压线路安装3组及以下线路型避雷器时才具有经济优势，否则仍采用特高压线路断路器合闸电阻。

表1单回线路在两侧变电站内配串方式与取消合闸电阻断路器的组数

和节省投资的关系

优选地，在特高压线路的杆塔上安装的避雷器的额定电压是828kV、804kV或者780kV。

目前工程中避雷器的额定电压为828kV，通过选择更低额定电压的避雷器，可得到更低的操作冲击残压，从而进一步降低操作过电压。

避雷器的额定电压与工频过电压幅值及其持续时间密切相关，见表2。额定电压为780kV的氧化锌避雷器MOA耐受1.4p.u.工频过电压的持续时间也在1s以上，而特高压工程的工频过电压的幅值一般小于1.4p.u.，最大持续时间在0.5s以内，因此可采用额定电压780kV的MOA。而更低额定电压的避雷器其本身的安全性不能得到有效保证。

表2金属氧化物避雷器承受暂时过电压的要求

根据本发明的另一方面，本发明提供一种抑制特高压线路操作过电压的系统，所述系统包括：