交流侧避雷器的作用和应用

特高压换流站两侧的交流系统电压等级为500kV，主要在每台换流变压器网侧和交流滤波器母线处配置500kV交流避雷器。

文献[1]指出，配置的这些避雷器额定电压应为420kV，但国内外设计单位在选取其交流避雷器时均出现额定电压为396kV、397kV、399kV等非中国标准的避雷器，这些避雷器多为国外设备厂商提供。而且在电力行业标准[2]中，列出有额定电压为396kV的避雷器，该行业标准规定该类避雷器可用于线路较短，暂时过电压较低的电网中的母线。中国避雷器标准中最低额定电压是420kV，进口避雷器最低额定电压却可以是396kV，这些不同额定电压的避雷器都可以在系统中正常使用，产生这种情况的主要原因是国内外对交流变电站和换流站交流侧的500kV避雷器配置思想上略有区别，本小节就将对这个问题展开讨论。

交流侧避雷器的主要电气参数有避雷器持续运行电压Uc和避雷器额定电压Ur。交流避雷器持续运行电压Uc是允许持久地施加在避雷器端子间的工频电压有效值，是一个很重要的参数。对于无间隙金属氧化物避雷器，运行电压直接作用在避雷器的阀片上，会引起阀片的老化。为了保证一定的使用寿命，长期作用在避雷器上的电压不得超过避雷器的持续运行电压，以免引起阀片的过热和热崩溃。因此，该参数的选择主要考虑系统最大持续运行电压MCOV。

特高压直流系统两端换流站的交流系统为中性点有效接地的500kV电压等级，系统最大工作电压一般为550kV，相对地最大持续运行电压有效值为，因此最终选择的交流避雷器持续运行电压需不低于318kV。

交流避雷器额定电压是指施加到避雷器端子间的最大允许工频电压有效值，按照此电压设计的避雷器，能够在规定动作负载试验中的暂时过电压下正确地工作。因此，额定电压是表明避雷器运行特性的一个重要参数，其选择主要考虑系统的暂时过电压。

对于暂时过电压，主要是工频或接近于工频的过电压，中国电力行业标准[3]规定，在500kV电压等级系统母线侧的工频过电压一般不超过1.3p.u.。一般工频过电压的持续时间取决于系统调压措施、扰动形式、继电保护动作时间及断路器动作时间，标准中虽未对1.3p.u.的工频过电压持续时间提出明确要求，但500kV系统中性点有效接地，其工频过电压持续时间一般不超过1s。

如果有避雷器制造厂商提供的避雷器工频电压耐受时间特性曲线，就可以直接根据该特性曲线进行校核，使选择的避雷器必须具有足够的耐受暂时过电压的能力，即在经受暂时过电压的持续时间内能够保持热稳定；当没有避雷器的工频电压耐受时间特性曲线时，可以通过下述方法进行估算。

原则上，只要选择的避雷器在经受暂时过电压的持续时间内能够保持热稳定，即可满足系统要求，但由于不同电力系统、不同种类的暂时过电压具体持续时间各不相同，为了简化避雷器额定电压的选择，国际电工委员会标准[4]及与之等价的中国国家标准[1]均规定在动作负载试验中，避雷器在60℃的温度下，注入标准规定的能量后，必须耐受相当于额定电压数值的暂时过电压10s。因此，通过国际电工委员会标准[5]推荐的换算公式，如式（18-1）所示，则可以将500kV系统中持续时间为1s，幅值为1.3p.u.的工频过电压转换成持续时间为10s的等值暂时过电压Ueq，而最终选择的避雷器额定电压不低于该等值的暂时过电压。

特高压直流系统两端换流站的交流系统为中性点有效接地的500kV电压等级，系统最大工作电压一般为550kV，相对地最大持续运行电压有效值为，因此最终选择的交流避雷器持续运行电压需不低于318kV。

交流避雷器额定电压是指施加到避雷器端子间的最大允许工频电压有效值，按照此电压设计的避雷器，能够在规定动作负载试验中的暂时过电压下正确地工作。因此，额定电压是表明避雷器运行特性的一个重要参数，其选择主要考虑系统的暂时过电压。(www.xing528.com)

对于暂时过电压，主要是工频或接近于工频的过电压，中国电力行业标准[3]规定，在500kV电压等级系统母线侧的工频过电压一般不超过1.3p.u.。一般工频过电压的持续时间取决于系统调压措施、扰动形式、继电保护动作时间及断路器动作时间，标准中虽未对1.3p.u.的工频过电压持续时间提出明确要求，但500kV系统中性点有效接地，其工频过电压持续时间一般不超过1s。

如果有避雷器制造厂商提供的避雷器工频电压耐受时间特性曲线，就可以直接根据该特性曲线进行校核，使选择的避雷器必须具有足够的耐受暂时过电压的能力，即在经受暂时过电压的持续时间内能够保持热稳定；当没有避雷器的工频电压耐受时间特性曲线时，可以通过下述方法进行估算。

原则上，只要选择的避雷器在经受暂时过电压的持续时间内能够保持热稳定，即可满足系统要求，但由于不同电力系统、不同种类的暂时过电压具体持续时间各不相同，为了简化避雷器额定电压的选择，国际电工委员会标准[4]及与之等价的中国国家标准[1]均规定在动作负载试验中，避雷器在60℃的温度下，注入标准规定的能量后，必须耐受相当于额定电压数值的暂时过电压10s。因此，通过国际电工委员会标准[5]推荐的换算公式，如式（18-1）所示，则可以将500kV系统中持续时间为1s，幅值为1.3p.u.的工频过电压转换成持续时间为10s的等值暂时过电压Ueq，而最终选择的避雷器额定电压不低于该等值的暂时过电压。

式中，Ut为暂时过电压幅值；Tt为暂时过电压持续时间；Ueq为持续时间为10s的等值暂时过电压；m为描述避雷器工频电压耐受时间特性的因子，随不同种类避雷器该值约在0.018～0.022范围变化，计算中可取平均值0.02。由此得到：

式中，Ut为暂时过电压幅值；Tt为暂时过电压持续时间；Ueq为持续时间为10s的等值暂时过电压；m为描述避雷器工频电压耐受时间特性的因子，随不同种类避雷器该值约在0.018～0.022范围变化，计算中可取平均值0.02。由此得到：

即应选择避雷器额定电压Ur大于或等于394.2kV。

此外，考虑到文献[2]中指出500kV电压等级系统有额定电压396kV的交流避雷器可供选择，因此工程中在交流侧选用额定电压为396kV及以上的避雷器是合理的。

即应选择避雷器额定电压Ur大于或等于394.2kV。

此外，考虑到文献[2]中指出500kV电压等级系统有额定电压396kV的交流避雷器可供选择，因此工程中在交流侧选用额定电压为396kV及以上的避雷器是合理的。