220kV升压站母线加装串抗后的雷电及操作过电压计算

丁喆; 吴嘉磊; 张宇; 胡进; 董宁; 贺诗涵

doi:10.14044/j.1674-1757.pcrpc.2026.02.010

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220kV升压站母线加装串抗后的雷电及操作过电压计算

电力电容器与无功补偿 | 系统应用研究

220kV升压站母线加装串抗后的雷电及操作过电压计算
Lightning and Switching Overvoltages for 220kV Booster Substation Busbar After Installation of Series Reactors
上海外高桥发电有限责任公司，上海 200120
西安科技大学，西安 710600
2026年47卷第2期页码：90-97
DOI：10.14044/j.1674-1757.pcrpc.2026.02.010
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丁喆, 吴嘉磊, 张宇, 等. 220kV升压站母线加装串抗后的雷电及操作过电压计算[J]. 电力电容器与无功补偿, 2026,47(2):90-97.

DING Zhe, WU Jialei, ZHANG Yu, et al. Lightning and Switching Overvoltages for 220kV Booster Substation Busbar After Installation of Series Reactors[J]. Power Capacitor & Reactive Power Compensation, 2026, 47(2): 90-97.
丁喆, 吴嘉磊, 张宇, 等. 220kV升压站母线加装串抗后的雷电及操作过电压计算[J]. 电力电容器与无功补偿, 2026,47(2):90-97. DOI： 10.14044/j.1674-1757.pcrpc.2026.02.010.

DING Zhe, WU Jialei, ZHANG Yu, et al. Lightning and Switching Overvoltages for 220kV Booster Substation Busbar After Installation of Series Reactors[J]. Power Capacitor & Reactive Power Compensation, 2026, 47(2): 90-97. DOI： 10.14044/j.1674-1757.pcrpc.2026.02.010.

摘要

升压站母线接入串联电抗器后使系统参数发生改变，从而对过电压的传播过程和分布规律带来影响。为了某电厂扩容量工程的实施，需要对220kV母线串联电抗器的过电压进行计算分析。基于ATP/EMTP建立了包括发电机、变压器、串联电抗器、避雷器及输电线路等元件的电磁暂态模型，计算了电抗器及站内关键设备安装处的雷电过电压及操作过电压，并对绝缘配合安全性进行了分析，结果表明现有避雷器配置可以有效保障设备绝缘安全。

Abstract

After connection of the busbar of the step-up substation to the series reactor，the system parameters remainchanged，which in turn affects the propagation process and distribution of overvoltages. For the implementation of capacity expansion project of a power plant，it is necessary to calculate and analyze the overvoltages of 220kV busbar series reactor. An electromagnetic transient model，including such components as generators，transformers，series reactors，arresters，and transmission lines，is set up by using ATP/EMTP. The lightning overvoltages and switching overvoltages at the reactor and the installation locations of key equipment in the station are calculated and the safety of insulation coordination is analyzed. The results show that the existing arrester configuration can effectively assure the insulation safety of the equipment.

关键词

Keywords

references

李峰，谢国栋，刘成国，等. 500kV线路串联电抗器研究与应用[J].农村电气化，2023（12）：81-83.

LI Feng，XIE Guodong，LIU Chengguo，et al. Research and application of series reactors in 500kV Transmission Lines[J]. Rural Electrification，2023（12）：81-83.

余磊，杨春连，鲜万良. 500kV线路加装串联电抗器对线路保护的影响[J].科技风，2020（35）：191-192.

YU Lei，YANG Chunlian，XIAN Wanliang. Influence of series reactor installation on 500kV transmission line pro tection[J]. Technology Wind，2020（35）：191-192.

马飞越，陈磊，相中华，等.考虑燃弧区间的断路器非对称开断能力校核方法研究[J].高压电器，2023，59（10）：21-29.

MA Feiyue，CHEN Lei，XIANG Zhonghua，et al. Research on verification method for asymmetric interrupting capacity of circuit breakers considering arc duration[J]. High Voltage Apparatus，2023，59（10）：21-29.

谢大为，刘玉娟，雷霆.电网短路电流限制措施的研究与应用[J].南京信息工程大学学报（自然科学版），2017， 9（6）：675-679.

XIE Dawei，LIU Yujuan，LEI Ting. Research and application of short-circuit current limiting measures in power grids[J]. Journal of Nanjing University of Information Science and Technology（Natural Science Edition），2017，9 （6）：675-679.

樊扬，吴丹莉，张步涵，等.广东500kV电网短路电流来源及影响因素分析[J].南方电网技术，2015，9（8）：83-87.

FAN Yang，WU Danli，ZHANG Buhan，et al. Analysis of short-circuit current sources and influencing factors in Guangdong 500kV power grid[J]. Southern Power System Technology，2015，9（8）：83-87.

郑涛，汤哲，张滋行，等.基于限流电抗器的统一潮流控制器故障渡越策略及其与保护的配合[J].电力自动化设备，2020，40（2）：8-18.

ZHENG Tao，TANG Zhe，ZHANG Zixing，et al. Fault ridethrough strategy of unified power flow controller based on current-limiting reactor and its coordination with protection [J]. Electric Power Automation Equipment，2020，40（2）：8-18.

王开白，付俊波，王震宇，等.应用于500kV故障限流器的罐式快速开关研制[J].高压电器，2025，61（8）：54-60.

WANG Kaibai，FU Junbo，WANG Zhenyu，et al. Development of tank type fast switch for 500kV fault current limiter[J]. High Voltage Apparatus，2025，61（8）：54-60.

周华，谢栋，宋美雅，等.基于统一潮流控制器的短路电流限制技术在浙江电网的应用研究[J].电力电容器与无功补偿，2021，42（5）：168-172.

ZHOU Hua，XIE Dong，SONG Meiya，et al. Research on application of short-circuit current limiting technology based on unified power flow controller in Zhejiang power grid[J]. Power Capacitors and Reactive Power Compensation，2021，42（5）：168-172.

王一，单金华，张淦锋，等. HGIS限流串联电抗器对线路过电压的影响分析[J].浙江电力，2020，39（7）：13-17.

WANG Yi，SHAN Jinhua，ZHANG Ganfeng，et al. Analysis of the impact of HGIS current-limiting series reactor on line overvoltage[J]. Zhejiang Electric Power，2020，39（7）：13-17.

曹京荥，陈杰，谭笑，等. 10kV一母多馈电缆线路过电压传递影响因素分析[J].电瓷避雷器，2024（1）：131-140.

CAO Jingying，CHEN Jie，TAN Xiao，et al. Influence factors of overvoltage transfer in 10kV bus with multiple feeders of cable line[J]. Insulators and Surge Arresters，2024（1）：131-140.

周玉娟. 500kV气体绝缘输电线路雷电侵入波暂态特性分析[J].电瓷避雷器，2017（3）：113-116.

ZHOU Yujuan. Analysis on transient characteristics of lightning invaded wave for 500kV GIL[J]. Insulators and Surge Arresters，2017（3）：113-116.

徐剑伟，徐翔琳，徐细波，等. 230/400kV混压水电站出线同绝缘配置下雷电侵入波仿真计算[J].武汉大学学报（工学版），2019，52（2）：157-162.

XU Jianwei，XU Xianglin，XU Xibo，et al. Simulation calculation of lightning incoming waves under the same insulation configuration for outgoing lines of 230/400kV mixedvoltage hydropower station[J]. Journal of Wuhan University （Engineering Edition），2019，52（2）：157-162.

罗喻扬，李化，江宇栋，等.基于网格法的工作电压下雷电侵入过电压研究[J].高电压技术，2023，49（6）：2607-2614.

LUO Yuyang，LI Hua，JIANG Yudong，et al. Research on lightning incoming overvoltage under operating voltage based on grid method[J]. High Voltage Engineering，2023， 49（6）：2607-2614.

林安妮，黄永章，林伟芳，等.不同动态无功补偿装置对直流系统故障引发送端暂态过电压的抑制效果对比[J].电力电容器与无功补偿，2020，41（4）：116-122.

LIN Anni，HUANG Yongzhang，LIN Weifang，et al. Comparison of suppression effect of different dynamic reactive power compensation devicesfor transient overvoltage caused by HVDC system faults[J]. Power Capacitors and Reactive Power Compensation，2020，41（4）：116-122.

田金虎，刘渝根，赵俊光. GIS升压站雷电侵入波过电压计算及其影响因素分析[J].高压电器，2021，57（12）：74-82.

TIAN Jinhu，LIU Yugen，ZHAO Junguang. Calculation and influence factors analysis of lightning intruding overvoltage in GIS step-up station[J]. High Voltage Apparatus， 2021，57（12）：74-82.

李嘉明，于沛鑫，邓军波，等.基于EMTP仿真平台的超高压电缆操作过电压特性及其影响研究[J].智慧电力， 2021，49（10）：83-89.

LI Jiaming，YU Peixin，DENG Junbo，et al. Characteristics and influence of switching overvoltage in extra high voltage cables based onEMTP[J]. Smart Power，2021， 49（10）：83-89.

李超群，张嘉旻，谢伟，等. 500kV城市电缆线路过电压研究[J].华东电力，2012，40（5）：869-872.

LI Chaoqun，ZHANG Jiamin，XIE Wei，et al. Overvoltage of 500kV city cable line[J]. East China Electric Power， 2012，40（5）：869-872.

叶倩，李博江. 1000kV特高压南昌站投切低压电抗器、电容器组过电压和过电流仿真计算[J].江西电力，2022， 46（8）：20-24.

YE Qian，LI Bojiang. Simulation calculation of overvoltage and overcurrent in switching low-voltage reactors and capacitor banks at 1 000kV UHV Nanchang substation[J]. Jiangxi Electric Power，2022，46（8）：20-24.

LIN Y，GUANGNING W，XIAOBIN C. An optimized transmission line model of grounding electrodes under lightning currents[J]. Science China（Technological Sciences），2013， 56（2）：335-341.

DE CONTI A，LEAL O E S，SILVA A C. Lightning-induced voltage analysis on a three phase compact distribution line considering different line models[J]. Electric Power Systems Research，2020，187：106429.

杨杰，韩永霞，张垭琦，等.高海拔酒杯塔中复合绝缘子短尾波冲击闪络特性[J].高电压技术，2019，45（3）：768-773.

YANG Jie，HAN Yongxia，ZHANG Yaqi，et al. Flashover performance of the composite insulators in cup-tower under the impact of short-wavein high altitude area[J]. High Voltage Engineering，2019，45（3）：768-773.

全国高电压试验技术和绝缘配合标准化技术委员会.绝缘配合第二部分：使用导则：GB/T311. 2—2013[S].2013.

National technical committee for standardization of high voltage test techniques and insulation coordination. insulation coordination —Part 2：Application guide：GB/T 311. 2—2013[S].2013

小布穷，尼玛，岳嵩，等.高海拔景观塔耐雷性能分析及提升措施研究[J].电测与仪表，2020，57（23）：9-16.

XIAOBU Qiong，NI Ma，YUE Song，et al. Lightning withstand performance analysis and enhancement method of high-altitude landscape tower[J]. Electrical Measurement& Instrumentation，2020，57（23）：9-16.

周秀，逯梓来，白金，等. 35kV风电场架空集电线路不同防雷方式等同性研究[J].高压电器，2025，61（11）：212-220.

ZHOU Xiu，LU Zilai，BAI Jin，et al. Study on equiva lence of different lightning protection methods for overhead power collection lines in 35kV wind farm[J]. High Voltage Apparatus，2025，61（11）：212-220.

占金涛，杨天翼，郭俊.基于雷电分形模型的架空线路绕击特性分析试验[J].电力工程技术，2025，44（1）：126-135.

ZHAN Jintao， YANG Tianyi， GUO Jun. Experimental analysis of flashover characteristics for overhead power lines based on the lightning fractal model[J]. Electric Power Engineering Technology，2025，44（1）：126-135.

张宗扬，康超，王致远，等.接地故障下特高压直流换流站过电压特性及影响因素研究[J].高压电器，2025， 61（3）：144-151.

ZHANG Zongyang，KANG Chao，WANG Zhiyuan，et al. Study on overvoltage characteristics and influencing factors of UHVDC converter station in grounding fault condition [J]. High Voltage Apparatus，2025，61（3）：144-151.

岳嵩，王晓峰，朱真兵，等.高海拔地区绝缘子并联间隙雷电冲击试验研究[J].电测与仪表，2024，61（2）：89-94.

YUE Song，WANG Xiaofeng，ZHU Zhenbing，et al. Research on lightning impulse experiment of insulator strings with parallel gap at high altitude area[J]. Electrical Measurement & Instrumentation，2024，61（2）：89-94.

交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范：GB/T 50064—2014 [S]. 2014.

Code for design of overvoltage protection and insulation coordination of AC electrical installations：GB/T 50064—2014 [S]. 2014.

王科，胡逸，徐肖伟，等.分层土壤下架空地线架设方案对感应雷过电压的影响[J].电瓷避雷器，2025（1）：80-86.

WANG Ke，HU Yi，XU Xiaowei，et al. Influence of overhead ground wire erection scheme on induced lightning overvoltage under layered soil[J]. Insulators and Surge Arresters，2025（1）：80-86.

唐滔，陈小月，王羽，等.高海拔地区500kV线路降压运行工况下雷电侵入波过电压及避雷器优化配置[J].电力勘测设计，2023（7）：1-6.

TANG Tao，CHRN Xiaoyue，WANG Yu，et al. Lightning intrusive wave overvoltage and optimal lightning arrester arrangement of 500kV lines in step-down operation at high altitude[J]. Electric Power Survey & Design，2023（7）：1-6.

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