气体绝缘变电站母线结构参数对外壳暂态过电压影响分析

母线结构参数和等效模型的确定是分析气体绝缘变电站(GIS)母线系统外壳暂态电压(TEV)的基础。应用分离元法(PSEC)确定分箱式母线系统阻抗参数,根据传输线理论得到单相GIS母线系统集中参数简化计算模型。同时,采用数学解析方法分析了GIS外壳暂态过电压影响因素。并对不同母线结构下TEV进行仿真,得到其电压波形及幅频特性曲线,验证了简化模型的可行性。在此基础上,讨论电弧电阻、断路器断口电容、末节母线长度、接地线波阻抗及数量等结构参数对TEV峰值的影响。仿真结果表明,TEV是由多个频率分量组成的电压波,其峰值与母线末端电压基本成比例关系,电弧电阻可以延迟TEV出现的时间,降低断路器断口电容与接地线波阻抗,增加末节母线长度和接地线数量能降低TEV峰值。     

GIS抽水蓄能电站VFTO下壳体电位抬升特性及影响因素研究

与传统GIS电站相比，抽水蓄能电站具有接线复杂、运行方式多样、工况转换频繁等特点，这也使得该电站中产生特快速暂态过电压（VFTO）的概率大大增加。VFTO耦合到GIS外壳上会形成暂态外壳电位（TEV）抬升进而对站内人员安全及二次设备的可靠性造成巨大威胁。但目前由于测试技术等的限制，学术界对TEV的研究尚缺乏系统的认识。文中基于某典型500 kV GIS抽水蓄能电站，建立了GIS、外壳及地网的系统等效模型，计算得出了TEV的幅值、频谱特性及对VFTO特性的影响，并分析了故障位置、供电模式、分支母线、垂直接地极等因素对TEV特性的影响，获得了TEV的特性规律及参数。研究结论对明确抽水蓄能电站GIS的TEV特性，进一步完善TEV相关理论和抑制措施具有重要参考价值。     

超高压GIS暂态壳体电压的仿真研究

笔者结合中国某500 kV GIS变电站,根据多导体传输线理论和相模变换方法,建立了GIS外壳暂态模型,并与GIS内部暂态模型相结合,对隔离开关分合短母线情况下,在壳体上引起的暂态壳体电压(TEV)进行了计算,得到了壳体各接地点的TEV波形和频谱特性.最后,研究了接地线的数量对TEV的影响.研究表明,TEV具有陡度大、...     

特高压交流试验示范工程GIS隔离开关带电操作试验

为验证我国特高压交流试验示范工程金属封闭开关设备(gas insulated switchgear,GIS)中隔离开关带电操作的安全性,在长治、南阳和荆门变电站对所有特高压GIS隔离开关进行了带电操作试验。在前期特高压GIS和复合型气体绝缘金属封闭开关设备(hypid gas insulated switchgear,HGIS)中特快速瞬态过电压(very fast transi-ent overvoltage,VFTO)实测研究基础上,开展现场典型运行方式下隔离开关带电操作,监测产生的VFTO和暂态壳体电位(transient enclosure voltage,TEV)。试验初步得出了特高压变电站实际VFTO和TEV水平及分布,结果表明:特高压GIS隔离开关的带电操作是安全的,但应注意产生的TEV对二次设备的影响,阻尼电阻能够有效抑制VFTO和TEV。带电操作试验的开展为今后特高压GIS隔离开关的带电操作提供了依据。     

1000kV变电站雷电入侵波仿真研究

本文将进线段和变电站结合起来,考虑输电线路的冲击电晕、工频电压对1000kV变电站雷电入侵波的影响。基于电晕伏库特性曲线,建立了冲击电晕的模型,运用ATP-EMTP仿真了1000kV GIS变电站的雷电入侵波,仿真结果表明:冲击电晕能降低入侵波的幅值和陡度,变电站内设备过电压幅值会降低;处于负半周的工频电压会增大过电压幅值,处于正半周的工频电压会减小过电压幅值。     

GIS投切主变陡波前过电压的研究

对GIS(SF6气体绝缘全封闭组合电器)变电站中产生的高频暂态过电压,即陡波前过电压的产生原因、分类及危害性进行了介绍,以2个典型变电站为实例,采用EMTP计算和现场测试相结合的方法对GIS内部陡波前过电压及外部陡波前过电压进行研究,总结出一种新的确定GIS中陡波前过电压水平的方法,并提出合理化保护措施和建议.     

隔离刀闸操作引起壳体暂态电位升高的数值计算与分析

为考核气体绝缘组合电器设备(GIS)在暂态下的绝缘配合和提高电力系统运行的可靠性,对由隔离刀闸操作所产生的壳体暂态电位(TEV)升高进行了研究,阐述了GIS壳体TEV的形成机理,并针对我国550 kV董箐GIS变电站由隔离开关操作产生的TEV进行了计算,分析了影响TEV的因素及TEV可能带来的危害.     

500kV GIS变电站雷电侵入波过电压保护的仿真计算研究

采用电磁暂态计算程序(EMTP)对500kV GIS变电站几种运行工况进行雷电侵入波过电压仿真计算和研究,给出了变电站内设备可能出现的最大过电压幅值。根据500kV GIS变电站的过电压水平,提出影响设备过电压水平的主要因素及避雷器的一般配置原则。     

GIS投切主变陡波前过电压的研究

对GIS(SF6气体绝缘全封闭组合电器)变电站中产生的高频暂态过电压，即陡波前过电压的产生原因、分类及危害性进行了介绍，以2个典型变电站为实例，采用EMTP计算和现场测试相结合的方法对GIS内部陡波前过电压及外部陡波前过电压进行研究，总结出一种新的确定GIS中陡波前过电压水平的方法，并提出合理化保护措施和建议。     

特高压GIS变电站雷电侵入波过电压分析

针对特高压GIS变电站内雷电侵入波过电压问题,采用ATP-EMTP电磁暂态仿真程序,建立1 000kV GIS变电站的雷电过电压计算模型,通过对变电站内设备上最大过电压计算分析,验证变电站设备的绝缘裕度,进而确定并优化1 000kV GIS变电站避雷器的布置方案。     

500kV HGIS变电站防雷保护配置研究

500 k V HGIS变电站在结构上和GIS变电站不同,站内电气设备的雷击过电压水平也会不同。因此,需要对500 k V HGIS变电站进行雷电侵入波过电压研究,以确保在雷电波侵入时,站内电气设备上的电压水平不超过其绝缘水平。以某500 k V HGIS变电站为例,考虑了多种运行方式、线路高抗、线路电晕等影响因素,采用国际上通用的仿真计算程序EMTP,建立了该变电站的雷击过电压仿真模型;并对不同运行方式下,该变电站雷电侵入波过电压水平进行了分析计算。根据仿真结果,提出了可能的雷击过电压保护方案,具有实际工程参考价值。     

考虑波形起始点的特高压变电站雷电入侵过电压分析

变电站雷电入侵过电压是特高压输变电工程的重要课题。为研究工频电压对变电站雷电侵入波过电压的影响,考虑雷电入侵时刻工频电压的波形起始点对雷电入侵过电压的影响,以某1 000 kV特高压GIS变电站为例,采用电磁暂态仿真程序ATP/EMTP建模研究了不同波形起始点对应的雷电侵入波过电压,并根据波形起始点的分布概率,研究了雷电侵入波过电压的分布规律,提出以90°波形起始点为依据进行雷电侵入波过电压计算和绝缘配合的建议。     

电力设备特快速TEV测量方法研究

GIS开关操作会产生特快速TEV,导致变电站二次系统的电磁兼容问题。为了观测和了解该特快速TEV的特性,研究了特快速TEV测量方法,建立了试验电路和测量系统,观测和分析了测量中电压传感器连线方式对测量准确度的影响,给出了特快速TEV测量的指导原则和推荐电路。TEV测量应避免在GIS壳体上直接连接大尺寸的导体,以避免对原有TEV的改变;电压连接导线应尽量传送参考零电位电压,避免传送特快速TEV,以避免电压传送引起TEV波形的畸变。     

特高压GIS变电站雷电过电压防护研究

为综合研究避雷器配置方案对特高压GIS变电站雷电侵入波防护的经济性以及可靠性的影响,通过将某1 000 kV特高压GIS变电站进线段和变电站视为一体化模型,考虑雷击点、雷击方式、地面倾角等因素,采用国际通用暂态程序ATP-EMTP对不同避雷器配置方案、不同运行方式下变电站主要设备上雷电侵入波过电压进行计算研究。仿真结果表明:进线侧高抗和互感器共用一组避雷器、主变安装一组避雷器可以满足设备绝缘裕度要求,但保护裕度较低,可通过进线段优化进一步提高保护裕度;由于架空线路与GIS波阻抗的不对等而形成的过电压波的复杂折反射问题,雷击引起主变处过电压超过高压套管处过电压;相同条件下绕击出现概率以及在主变上产生的过电压幅值相对反击均较高;绕击上相导线产生过电压更加危险。因此,建议后续研究重视绕击防护。研究结果可为该站避雷器配置方案提供重要依据,对后续新建特高压交流变电站雷电过电压防护具有重要指导意义。     

1000 kV GIS变电站雷电过电压影响因素分析

采用ATP-EMTP软件建立1 000 kV GIS变电站仿真模型,分析了1 000 kV GIS变电站远近区冲击接地电阻、避雷器配置、雷击杆塔位置以及雷电流陡度对其雷击侵入波过电压的影响。仿真研究表明,雷电流反击杆塔与雷电流直击杆塔两种情况下,杆塔接地电阻的变化对于站内设备过电压影响不同;主变上配置避雷器的防雷水平高于出线处配置避雷器的防雷水平;当杆塔雷击位置变化时,其雷电入侵过电压也会随之变化;当雷电流的陡度系数越大时,主变上产生的过电压也会越大。     

计及工频电压的特高压变电站雷电侵入波过电压分析

线路的工频电压越高对雷电侵入波过电压的影响就越大,我国现行的计算雷电侵入波过电压的规程都没有考虑线路的工频电压。为了研究计及工频电压的特高压变电站侵入波过电压,基于淮南1000kV特高压GIS变电站,采用电磁暂态计算程序PSCAD/EMTDC建模并研究了不同的工频电压对变电站雷电侵入波过电压的影响。结果显示,工频电压对雷电侵入波过电压的影响显著。因此,提出了3种考虑工频电压的计算方法:均匀分布法、正态分布法和比例法,由3种计算方法得到的统计过电压的值分别为2364、2459、2271kV。通过比较可知,比例法是一种较为合理的方法,推荐电力系统采用比例法设计特高压变电站的绝缘水平。     

1000kV GIS变电站避雷器配置研究

针对济南1000kV GIS变电站避雷器配置问题,基于电磁暂态计算程序EMTP建立了1000kV配电装置雷电侵入波过电压计算模型。利用该模型计算了1000kV配电装置在近远期规模下的雷电侵入波过电压水平,获得了不同设备上的雷电侵入波过电压波形,分析了不同避雷器配置下1000kV GIS设备上的雷电过电压幅值和折反射变化特性。最后,基于计算分析结果并结合规程要求提出了基于雷电侵入波过电压水平下的避雷器优化配置方案,为变电站优化设计提供了技术支撑。     

特高压变电站雷电侵入波的计算分析

为研究雷电侵入波过电压对特高压变电站及电力系统安全运行的影响,针对典型特高压GIS变电站的设计接线方式,利用ATP-EMTP对雷电侵入波在站内电气设备上产生的过电压水平及影响因素进行了分析研究。计算结果表明:变电站运行方式、雷击点、冲击杆塔接地电阻及主变压器与避雷器间的电气距离等均不同程度地影响站内设备的过电压水平;特高压变电站较高幅值的雷电侵入波过电压主要来自进线段近区绕击,主变压器的最大绕击过电压可达1924.2kV;在初始避雷器保护方案基础上,将主变压器与避雷器的电气距离设置在15m内、出线高抗与避雷器间的电气距离设置在10m内可提高设备的保护裕度。     

420kV GIS变电站雷电侵入波过电压计算与防雷措施研究

420kV GIS变电站在发生雷电侵入过电压时,雷电波将沿线路传入变电站,严重影响设备的绝缘水平,其与保护装置避雷器之间的绝缘配合问题是电力系统中最基本和最重要的一种绝缘配合。对氧化锌避雷器的工作原理、特性及雷电流的模拟进行了阐述,以某420kV GIS变电站为对象,利用电磁暂态程序(ATP-EMTP)搭建了电磁暂态仿真平台,对国外某420kV GIS变电站400kV侧出线段杆塔受雷击时,引起绝缘子发生闪络后侵入波雷电过电压进行计算,在其最严重的单线单母单变运行方式下,在给定避雷器配置方案措施下,获得420kV GIS变电站出线端电压互感器及主变压器端口的过电压波形。通过计算分析,设计满足规范及工程实际要求。     

GIS隔离开关操作产生的壳体电位升高和VFTO关系

气体绝缘开关设备(GIS)中的隔离开关操作,会产生特快速瞬态过电压(VFTO)和壳体电位升高(TEV)等问题。该研究旨在通过试验方法研究TEV和VFTO之间的关系,并分析TEV在GIS回路中的形成原因和传播规律。研究中,首先利用自制的TEV和VFTO测量系统,在武汉特高压交流试验基地对GIS隔离开关操作时产生的TEV和VFTO波形进行了测量。从暂态波形时间对应角度分析,所有统计的时间偏差均在[-90μs,20μs]的区间内,证明了2者在时序上的对应关系;从幅值比例关系角度,使用Spearman相关系数分析,证明了TEV波形上的脉冲电压与隔离开关断口间的击穿电压满足正比单值函数关系。通过引入比例系数,分析了试验回路上不同位置处的TEV幅值,从试验角度验证了行波传输理论对TEV成因的解释。该研究还给出了通过少量现场试验确定某一位置最大TEV的方法,估算试验回路中可能出现的TEV最大值为51.37 k V,这一估算方法能够为TEV的理论分析和仿真计算提供支持。