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摘要：随着人们生活质量在不断提高，对于电力的需求在不断加大，对于中国电网来说，变电站在其中起着极为重要的作用。对于正常的变电站而言，相关的避雷器是极为重要的设备之一，对于变电站而言，通过调节避雷器的配置方案，能够能够对变电站的雷电侵入波防护产生一定的影响力。在进行配电器配置方案调节的过程当中，需要考虑累积电击点等因素。为了能够最大程度的降低雷电有可能会给变电站所带来的伤害，我们将在本篇文章当中探讨一下有关避免雷电给变电站带来伤害的策略。
关键词：变电站;过电压;防护
引言
特高压输电以其大容量、低损耗、占地面积小等优势在国内得到快速发展。特高压变电站作为特高压电网的心脏，其安全稳定运行与国民经济和人民生活息息相关。雷电自进线段近区雷击特高压变电站严重威胁特高压变电站的安全稳定运行。在适当的位置安装避雷器、减小进线段保护角以及降低杆塔接地电阻可有效抑制雷电入侵特高压变电站过电压幅值、延迟峰值时间、降低过电压陡度，从而保证变电站的安全可靠运行。随着特高压输电技术的深入研究，其工程经济性亟待合理优化。将进线段和变电站视为一体模型，合理优化避雷器配置方案，在保证变电站各设备均受到合理保护、有效抑制过电压、保证足够的绝缘裕度的前提下降低工程费用显得尤为重要。
1EMTP仿真主要计算模型与影响因素
1.1雷电流模型
雷电流源可以看作雷电通道波阻抗与电流源的并联。反击时，雷道波阻抗取300Ω，电流源选择出现概率为1.44‰，幅值为250kA，波形为2.6/50μs的负极性HEIDLER双曲线函数；绕击时，雷电流取26kA，雷道波阻抗取800Ω。Heidler模型具有两个显著特点：首先，在0时刻，它对时间t的导数是0，这和观测到的第一回击电流的波形相同；其次，通过改变参数值可以方便地调节雷电流的陡度和幅值。
1.2最大绕击雷电流辐值
为了能够最大可能的降低雷电有可能给变电站带来的伤害的概率，我们在研究过程当中必须要计算最大绕击雷值。我们在研究最大绕击雷电流辐值的过程当中，需要使用两个公式来进行计算。这两个公司分别是击距以及最大击距公式，通过这两个公司我们就可以计算出雷电流辐值。在使用这两个公式在进行计算的过程当中，需要考虑到对于地面倾角为四十五度的上下导线。在本次研究过程当中我们通过本篇文章的计算发现，再次计算里面上相导线。在变电站日常运行过程当中，有可能遭受雷电流概率为23．6%。从这个概率来看是概率相对来说还是较高的，在进行雷电防护的过程当中需要充分的考虑这个数值，相应的进行雷电防护避免出现雷击的危险。
1.3进线段模型
文中仿真计算中的特高压变电站进线段采用同塔双回线路。进线段导线型号为8×LGJ-630/45，分裂间距为400mm；地线型号分别为LBGJ-240-20AC，OPGW-240；导地线弧垂分别为18.6、13m；档距取500m，0号杆塔与1号杆塔距离取80m；仿真模型选用具有频率相关参数的J.Marti线路模型。对于进线段外远端线路使用多相耦合RL电路代替，此模拟相当于一条无限长的且与所连线路具有相同特性的输电线路，消除了线路终端折反射对计算结果的影响，更加符合实际雷电侵入波波过程。绝缘子模拟成一个压控开关，采用绝缘子串50%冲击放电电压减去相应的感应雷过电压作为绝缘子串的闪络判据，一旦绝缘子两端电压超过前述差值，压控开关导通代表绝缘子串放电。
1.4杆塔冲击接地电阻的影响
在模拟雷电反击和绕击的情况下，对不同冲击接地电阻下的１ ０００ｋＶ ＧＩＳ变电站进行建模计算。在反击中，接地电阻的变化引起每个电气设备的雷电过电压水平有不小变化。而且在主变和ＧＩＳ设备断路器中随着接地电阻的变大其雷电过电压也在不断地变大，当冲击接地电阻为１５Ω或更小时，高压并联电抗器的过电压将随着电阻的增大而增大。但接地电阻超过１５Ω后，该设备会随着接地电阻的增大缓缓下降，这种情况的出现与ＧＩＳ变电站的复杂结构有很大的关系。通常，由于接地电阻的阻值增加，站中设备的过电压也趋于增加。当雷击到塔顶，通过塔流入地面的雷电流与接地电阻成反比，因此，流入变电站的雷电流会增加，导致站中电气设备的过电压增加。所以，最小化进线段杆塔的冲击接地电阻对于缩小雷电侵入波过电压和节省建造成本具有明显的作用。
1.5输电线路模型
由于雷电流中存在大量的高次谐波，因此输电线路受频率影响非常大。当输电线路中传输高次谐波分量时，会产生波形的失真和衰减。因为输电线路受频率影响的特征，本文选取可以体现线路参数和频率关系的J-Marti模型。输电线路可以看成一个多导线系统，其中包含双避雷线、双回三相导线。取10km的长线模拟另一回路线路终端，用以消除雷电流在此回路末端进行的折反射影响。导线型号：8×LGJ-500/45，8分裂，分裂间距400mm，子导线半径15mm，弧垂17m。避雷线型号：LBGJ-150-20AC，弧垂15m。
1.6避雷器(MOA)配置方案与优化原则可靠性分析
因变压器在输变电系统中的重要性，主变侧必须安装电站型避雷器；对于进线侧避雷器可以起到深度抑制过电压的作用从而保护高抗和互感器等设备的安全稳定运行，笔者根据仿真结果确定是否加装以及加装的组数;对于母线侧避雷器可以起到限制母线过电压和临近设备过电压的作用，笔者根据仿真结果确定是否加装。借鉴500kV气体绝缘变电站母线不装设避雷器的运行经验，文中对特高压GIS变电站母线不装设避雷器的配置方案进行重点分析。经济性分析。显而易见，数量最少的避雷器配置方案可以显著降低工程经济费用。另外，因GIS变电站的特殊性，母线避雷器的安装总体费用要高于进线侧以及变压器侧的避雷器，所以当避雷器总体数量相同时，优先避免母线侧加装避雷器。兼顾经济性与可靠性分析，研究给出以下几种避雷器配置方案，其工程费用依次增加：方案1为仅在主变侧安装1组MOA；方案2为主变侧安装1组MOA，线路高抗与电容式电压互感器共用1组MOA；方案3为主变侧安装1组MOA，高抗和电压互感器各装设1组MOA；方案4为主变侧安装1组MOA，线路高抗与电容式电压互感器共用1组MOA，母线侧根据雷电侵入波计算结果在过电压幅值较大的一侧加装1组MOA。
2运行方式
1）变电站的主接线在本次研究过程当中，我们所研究的特高压变电站采用的接线方法，使用的是二分之三接线方式。也就是说在进行接电的过程当中，总共有四个回路的出线，另外还有两个主变。在实际的变电站的运行过程当中，这种病连长模型也是最为主要的模型。2）变电站运行方式分析变电站的运行过程当中，一般来说，病痛在内部，设备结构会对雷电侵入波造成影响，这个影响是反向的。
结语
1)研究特高压变电站雷电侵入波过电压时，应将变电站与进线段视为一体化模型，同时考虑进线段的地面倾角、雷击相、架空线保护角、绝缘子闪络模型等因素，才更加符合实际工程。2)避雷器按照配置方案2-4均能满足要求，但因GIS变电站站内母线处安装费用较高，推荐采用高抗与电容式电压互感器共用一组避雷器，主变处安装一组避雷器，在节省工程经济费用(约3000万元)的同时满足设备绝缘要求；但因雷电波复杂的折反射以及变电站的不同设计，具体工程应具体研究。
参考文献
［1］李雍，周悦，李建明，等．特高压GIS变电站雷电过电压防护研究［J］．高压电器，2016(7):37-44．
［2］徐闻．特高压变电站雷电侵入波过电压分析及防护研究［D］．2015．