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雷电侵入波过电压及操作过电压是变电站事故的主要原因，如何合理准确地仿真计算出变电站雷电侵入波过电压及操作过电压有着重要的意义。500kV变电站是电力系统的枢纽，一旦发生雷害事故，将造成大面积停电；并且站内的变压器等主要电气设备的内绝缘大多没有恢复能力，万一由于侵入波过电压或操作过电压引起损坏，修复起来十分困难，势必造成严重的后果。因此对500kV变电站进行雷电侵入波过电压及操作研究是十分有必要的。

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本论文以500kV南充变电站为例，将变电站和进线段结合起来，视为一个统一的网络，建立了500kV变电站侵入波仿真模型。仿真分析了变电站运行方式、避雷器配置方案、进线段杆塔冲击接地电阻及主变同避雷器间距离对主变侵入波过电压的影响以及发生绕击时主变上的侵入波过电压，结果表明：变电站网络越大，主变的过电压水平越低；南充500kV变电站避雷器配置方案宜采用变电站入口、母线中间、主变处装设避雷器的方案；随着进线段杆塔冲击接地电阻的降低，主变的过电压水平降低，可采用降低进线段易遭受雷击的杆塔的冲击接地电阻来降低主变的过电压水平；由绕击产生的雷电侵入波过电压对变电站危害不大；随着主变同避雷器间距离的增大，其过电压水平增大，南充500kV变电站主变同避雷器的距离不宜超过80m。 以南充500kV变电站现有接线形式为原型建立了变电站的空载变压器分合闸过电压仿真模型，并通过对该变电站不同时刻的分合闸过电压及合闸涌流的仿真计算，得出了分合闸过电压与相角的关系图，并确定了最佳的分合闸相角。通过仿真分析表明：合空变过电压最大可达1.93p.u。最佳合闸相角为80°；切空变过电压最大值为1.47p.u，最佳开闸相角为60°。切除变电站空载出线产生的过电压不会对系统产生危害。