摘要：本文以某抽水蓄能电站为例，采用电力系统暂态仿真程序ATP/EMTP，对3种过电压保护方案进行雷电过电压仿真计算，并经综合比较，选择出最佳过电压保护方案。分析结果表明，合理配置避雷器的数量和位置，能降低各电气设备上的最大雷电过电压，从而保证各电气设备具有足够的雷电过电压保护安全裕度。
    1 基本情况
    某抽水蓄能电站总装机容量为4×150MW，4台发电机和4台变压器按单元接线，电气主接线图如图1所示。该电站220kV GIS升压站采用双母线接线方式，有2回出线，主要运行方式为G1、G2发电机通过母线I对出线L1供电，G3、G4发电机通过母线II对出线L2供电。

    该水电站地处山区，雷电活动频繁。为了节约投资费用，且确保电站运行安全可靠，需经济、合理地选择避雷器的组数、最佳安装位置，以及确定升压站雷电侵人波过电压的最佳保护方案。本文将基于电力系统暂态仿真程序ATP/ EMTP，仿真计算该抽水蓄能电站主要运行方式在不同保护方案下的雷电过电压，并提出较合理的保护方案，从而给工程设计单位提供过电压保护设计依据。

    2 绝缘配合及设备特性参数确定
    2.1避雷器的选择
    拟选用无间隙氧化锌避雷器进行外过电压保护。设计选用瑞典ASEA的XAP-C/ 210作为出线侧避雷器，瑞典ASEA的XAP-C/ 198作为站内避雷器，其动作特性参数见表1。

    2.2一次设备的绝缘水平
    根据文献的规定，该电站各电气设备的雷电冲击耐受电压、安全因数、配合耐受电压见表2。

    2.3运行方式的确定
    在电气设备过电压数值仿真计算中，只考虑过电压最严重情况，即“一线路一变压器”运行方式。该抽水蓄能电站等值计算电路如图2所示，U0为雷电入侵波。在雷电人侵波过电压仿真计算中，变压器、隔离开关、断路器、互感器等电站电气设备可用人口电容表示。该水电站各电气设备人口电容值见表3。



    2.4雷电入侵波过电压的保护方案
    针对“一线路一变压器”运行方式，设计了3种保护方案。方案一采用1组避雷器，只在每一出线人口处装设1组避雷器；方案二采用2组避雷器，在每一出线入口处和母线上各装设1组避雷器；方案三仍采用2组避雷器，但是在每一出线人口处和变压器侧各装设1组避雷器。在模拟中，避雷器均采用Pinceti模型（简化的IEEE模型）。

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