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(1.深圳供电局有限公司，广东 深圳 518000；2.西华大学，四川 成都 610039)

0 引 言

500 kV变电站是电力系统中的枢纽站，在电网正常运行中起着举足轻重的地位。近年来，随着电压高、损耗低、容量大、距离远等先进技术的快速发展，全封闭气体绝缘变电站(gas insulation substation, GIS)已经得到了广泛的运用。该设备的特点是将变电站内各个电气设备全部置于密封的金属壳内，并在其内充入绝缘和灭弧性能良好的SF6气体。基于GIS变电站容量大、占地面积小、运行电压高，且对于内部设备的检修和维护困难的特点，一旦遭受到雷电波侵入，将会产生很高的雷电过电压，威胁设备的绝缘以及整个电网的安全。因此有必要对GIS雷电侵入波波形进行详细分析。

目前对雷电侵入波方面的研究因所建立的模型、计算方法不同，结果都大相径庭。国际上常用的有电磁暂态计算程序ATP-EMTP、IEEE开发的FLASH仿真程序。国内有清华大学编写的防雷分析程序FLFX[1]、西安交通大学开发的SSPP[2]等。下面利用ATP-EMTP对GIS变电站进行等效建模，并且考虑氧化锌避雷器在不同过电压下其残压值的不同，优化避雷器模型的设计。

1 仿真模型的建立

某GIS变电站主接线图如图1所示，2条进线，2条出线，其中变压器为1用1备，容量为750 MVA。由主接线图可知，此变电站采用3/2接线，保证了供电的可靠性。搭建仿真模型时，将变电站和进线端看作一个整体[3]。

图1 GIS主接线

GIS内母线采用波阻抗形式进行等效，其表达式为

(1)

式中：R1为屏蔽导体的内半径;R2为内导体的半径。

变压器等效模型为匝间电容、对地电容以及电感，但在变化瞬间，电感的电流无法突变，因此在计算暂态过电压时将变压器模型等效为入口电容，不同电压等级等值电容如表1所示。……