创新结合可控避雷器与无间隙线路避雷器，深度降低操作过电压 CNR222-195

项目背景

本文针对电力生产中的实际痛点，研发了创新结合可控避雷器与无间隙线路避雷器，深，有效提升了作业效率与安全水平。传统方式依赖断路器合闸电阻抑制过电压，但合闸电阻结构复杂、运维成本高，且难以深入降低过电压幅值。

操作过电压主要由断路器合闸、重合闸等操作引发，其幅值可达系统运行电压的数倍。若防护不足，将导致设备绝缘劣化甚至击穿，影响供电稳定性。

为此，项目提出一种新型方法：在变电站线路侧安装可控避雷器，并在线路中部安装无间隙线路避雷器，通过二者协同，深入降低操作过电压，进而取消断路器合闸电阻。

存在问题

• 合闸电阻维护复杂。传统断路器合闸电阻需定期检修，故障率高，增加运维负担。
• 过电压限制效果有限。仅靠合闸电阻难以将操作过电压降至理想水平，设备绝缘风险依然存在。
• 系统能耗较高。合闸电阻在运行中消耗能量，降低整体效率。
• 兼容性不足。常规避雷器参数固定，难以适应不同电压等级线路的深入降压需求。
• 缺乏协同防护。线路侧与线路中部避雷器未形成有机配合，过电压防护存在短板。

创新目标

项目目标是通过可控避雷器与无间隙线路避雷器的有机结合，将操作过电压幅值深入降低，从而取消断路器合闸电阻，提高系统运行效率与安全性，并确保避雷器参数与现有系统兼容。

技术方案

结构原理：可控避雷器安装于变电站线路侧，其额定电压与常规避雷器一致，分别为828kV（对应1000kV线路侧）和648kV（对应750kV线路侧）。可控比设定在15%~20%之间，以平衡避雷效果与能耗。无间隙线路避雷器安装于线路中部，与可控避雷器协同工作，构成完整防护体系。

操作流程：当线路发生合闸操作时，可控避雷器快速响应，限制过电压峰值；线路中部无间隙避雷器同步动作，进一步削减过电压幅值。二者配合将过电压降至安全水平，使断路器无需合闸电阻即可可靠运行。

创新亮点

• 协同防护：可控避雷器与无间隙线路避雷器联合工作，形成深入降压体系。
• 参数改进：可控比设定在15%~20%，兼顾避雷效果与能耗最小化。
• 兼容性强：额定电压与常规避雷器一致，分别为828kV和648kV，便于系统集成。
• 取消合闸电阻：深入降低操作过电压后，断路器无需合闸电阻，简化设备结构。
• 实验室验证：该方法已在实验室环境中得到验证，展现实际应用潜力。

落地应用效果

实验室验证表明，该方法能显著降低操作过电压幅值，有效保护系统设备。取消合闸电阻后，系统能耗明显降低，运行效率提高。对于产业单位，转化该成果可带来显著经济效益和社会效益，提升稳定性与安全性，降低运维成本。

产出物：可控避雷器与无间隙线路避雷器协同防护方案，以及取消合闸电阻的断路器配置。

适用场景：1000kV和750kV线路侧变电站，以及需要深度降低操作过电压的电力系统。

常见问题

Q：可控避雷器的可控比为何设定在15%~20%？

A：该范围经过改进，能在保证避雷效果的同时实现能耗最小化。

Q：取消断路器合闸电阻后如何保证安全？

A：通过可控避雷器与无间隙线路避雷器的协同，操作过电压被深度降低至安全水平。

Q：该方法是否已在实际工程中应用？

A：目前已在实验室环境中得到验证，展现了实际应用潜力，未来有望在更广泛领域推广。

数据来源：项目验收报告及现场应用统计，单位信息已脱敏处理。

本文由中广研创新整理。