磁环抑制特高压GIS设备中特快速暂态过电压的模拟试验

为抑制特高压气体绝缘组合电器(GIS)设备中特快速暂态过电压(VFTO)提出了采用磁环抑制的方法,并进行了模拟试验.利用252 kV GIS设备构建试验系统,利用SF6气体间隙在50、75和100 kV的电压等级下击穿产生高陡度的行波,测试了不同长度的R2KB铁氧体磁环串和FJ37非晶磁环串对电压行波幅值和陡度的抑制效果.试验表明,只要磁环串的长度＞O.5 m,其对于电压行波幅值的抑制效果将不再随磁环串长度的增加而发生显著变化,但行波上升时间将随磁环串长度的增加而增加;在磁环串长度≥1 m的情况下,铁氧体磁环对于电压行波的综合抑制效果优于非晶磁环.试验表明,采用磁环抑制特高压GIS中VFTO的方法在原理上是可行的.     

铁氧体磁环抑制550 kV GIS中的特快速暂态过电压的试验研究

超高压气体绝缘开关设备(简称GIS)操作隔离开关过程中产生的特快速暂态过电压(简称VFTO)严重威胁GIS和相邻设备的绝缘安全,故文中利用真型550 kV GIS试验平台开展铁氧体磁环抑制VFTO的试验研究。首先介绍了关于此课题的国内外研究背景。然后阐述了磁环抑制VFTO的工作原理,详细分析了其特性,并根据实际情况选取铁氧体磁性材料制成的磁环。通过2 MV Marx发生器施加到GIS母线上的电压行波模拟隔离开关切合短母线产生的VFTO,分别在无磁环、25 cm铁氧体磁环串条件下进行系列试验。最后试验数据的整理和分析表明,铁氧体磁环对VFTO的幅值和陡度均有抑制作用,而且在磁化曲线的线性区,抑制效果随施加电压的升高而加强,但进入曲线饱和区后,磁环的抑制作用显著下降。试验结果证实了用铁氧体磁环抑制超高压等级的GIS中VFTO也具有可行性。     

应用小磁环加装大磁环抑制GIS中VFTO的试验研究

特快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)严重威胁到气体绝缘开关设备(gas insulated substation,GIS)和邻近设备的安全运行,在总结前人研究的基础上,文中提出应用小磁环加装大磁环抑制GIS中的VFTO。依托VFTO发生器和真实500 kV GIS组成的试验平台,分别在充电电压为460、500、540、560 kV情况下开展无磁环、40、80 cm小磁环串和80 cm小磁环串加装10 cm大磁环串的一系列对比试验,其中小磁环串是由铁氧体磁性材料构成,大磁环是由纳米晶软磁材料制成。试验数据表明小磁环加装大磁环在所有试验中取得了较好的抑制效果,同时也指出磁环串的长度与抑制作用存在一定的关系。试验结果证实了应用小磁环加装大磁环可增强整体设备对VFTO的抑制效果。     

500 kV GIS变电站VFTO抑制措施研究

气体绝缘金属封闭式组合电器(GIS)具有绝缘性能好、占地面积小、检修周期长、运行安全可靠、不受外界环境影响等优点,得到了广泛应用.而GIS内部发生接地故障或隔离开关动作时,会产生高幅值、陡前沿的快速暂态过电压(VFTO),对GIS内部电气设备、外部连接设备及二次设备构成威胁,因此对VFTO抑制方法的研究已成为国内外普遍关注的重点问题.针对某500 kV交流超高压变电站GIS的VFTO抑制措施,利用ATP-EMTP电磁暂态分析软件对500 kVGIS变电站、金属氧化物避雷器、铁氧体磁环进行建模,并对500 kV GIS变电站内由故障或隔离开关动作等引起的VFTO的抑制方法进行探究.研究结果表明,在GIS的出线套管外装设避雷器后,VFTO幅值出现明显下降,避雷器降低GIS内各点VFTO幅值的效果随着各点与避雷器距离的增大而减弱,且避雷器不影响VFTO的陡度;在GIS隔离开关附近导杆处装设磁环后,能在降低VFTO幅值的同时,削弱VFTO的陡度;避雷器与磁环相结合,能极大降低VFTO幅值,并削弱其波形陡度,降低VFTO对GIS内外电气设备的威胁.     

用磁环抑制GIS的VFTO的高电压模拟试验

研究了用磁环抑制全封闭组合电器(GIS)的特快速暂态过电压(VFTO).通过高电压模拟试验,观测了铁氧体、非晶磁芯和金属磁粉芯三种材料的磁环,特别观测了磁饱和的影响.试验结果表明,在适当的参数配合下,磁环能够有效抑制特快速暂态过电压的幅值和陡度.     

磁环抑制GIS中特快速暂态过电压的模拟试验和仿真

封闭式组合电器（GIS）中隔离开关操作空载短母线时产生的特快速暂态过电压（VFTO）有可能在GIS及其相连设备引起故障，已有的VFTO抑制方法存在种种不足，文中提出采用磁环抑制GIS中的VFTO。模拟试验证明磁环可以有效抑制VFTO。考虑磁环的饱和、滞回、损耗特性，应用Jiles—Atherton模型对磁环仿真，模拟试验电路的仿真结果和试验结果基本符合，验证了模型的正确性。对磁环磁化过程的分析表明，磁环在动态磁化过程中储存和消耗了行波能量，从而降低了VFTO的幅值、加速了VFTO的哀减、降低了VFTO的陡度。应用这一模型计算了大亚湾电站GIS系统中加入磁环前后的VFTO，结果表明磁环对VFTO有明显抑制作用。     

铁氧体磁环抑制GIS特快速暂态过电压研究

采用 EMTP软件对 GIS中隔离开关关合空载母线时产生的 VFTO进行仿真 ,研究铁氧体磁环对 VFTO的抑制作用 ,通过仿真计算结果分析 ,优化选取对 VFTO抑制效果理想的等效电阻和电感值 ,以便为选取合适的铁氧体磁环提供依据。并在低压条件下进行了模拟试验 ,据此验证仿真计算方法的准确性。     

抑制GIS中VFTO的铁氧体特性参数分析

由特快速暂态过电压 (VFTO)的特点、铁氧体的特性说明了铁氧体能抑制VFTO。低压模拟实验表明 ,导体上套的铁氧体磁环能有效阻尼行波传播 ,抑制VFTO ;分析了铁氧体的特性参数对抑制全封闭组合电器 (GIS)中VFTO的影响 ;得出了理想的参数和获取的方法     

GIS中的快速暂态过电压的抑制机理

介绍GIS内隔离开关操作产生的快速暂态过电压（VFTO），利用微积分系统对VFTO进行测量，并分析其结果。研究了用铁氧体磁环抑制VFTO的可能性，并阐述其机制。     

铁氧体磁环抑制GIS的VFTO的可能性

研究了用铁氧体磁环抑制全封闭组合电器 (GIS)的特快速暂态过电压 (VFTO)的可能性。低电压模拟试验表明 ,在导体上放置铁氧体磁环等效于在导体中接入一个并联的电感和电阻 ,能够阻尼行波的传播 ,抑制快速暂态过程。     

铁磁性材料在抑制GIS高频暂态应用中的仿真分析方法

由铁磁性材料制成的磁环可以有效抑制GIS中VFTO的幅度和陡度,但材料的选型至为关键.基于对材料复磁谱特性的等效描述以及传输线理论的应用,在频域内建立了磁环对VFTO抑制特性的仿真分析模型,利用该仿真模型可以方便地获取各种材料磁环的高频抑制效果.对GIS隔离开关切合空载母线时产生的VFTO仿真表明,本文提出的分析方法是切实可行的,易于实现磁环材料的优化选型,可节省实验费用.     

550 kV GIS现场冲击电压试验回路仿真建模研究

介绍550 kV GIS现场冲击电压试验回路通过VFTO发生器向GIS输出特快速暂态过电压,从而模拟过电压作用下GIS绝缘特性以及验证VFTO抑制技术的实际效果。利用EMTP软件提出一种试验回路仿真建模方法。对比试验数据,仿真结果显示在电压波形的最大峰值和最大峰值时间这种较为极端的条件下和试验数据非常接近,可以认为所述模型基本符合实际情况,具备工程应用价值。     

强化集肤效应抑制快速暂态过电压

GIS隔离开关投切空载母线时能够产生特快速暂态过电压VFTO;真空开关投切电感性负载时能够产生重燃过电压。这些快速暂态过电压具有很高的变化陡度,能够在电力设备绝缘上不均匀分布,产生严重危害。提出了强化集肤效应抑制快速暂态过电压的方法,它是在导电杆上套上高频磁环串,再在磁环串外套上电阻筒,由此构成同轴结构。此结构能够产生强化的集肤效应,工频电流频率较低,主要通过导电杆,受磁环和电阻的影响很小;快速暂态过电压频率很高,受高频磁环的影响显著,被迫通过外层电阻,从而产生幅值和陡度的衰减。通过模拟试验表明,这一方法对快速暂态的抑制效果显著。     

3/2接线方式变电站中抑制VFTO磁环的推荐安装位置

铁氧体磁环作为一种结构紧凑、成本较低的新型VFTO抑制手段受到关注,但现有研究结果尚不足以支撑其进入工程应用。文中针对磁环的应用场合与安装位置展开研究;研究了VFTO幅值与回路负反射系数的关系;定量分析GIS回路中不同部件和结构的负反射系数;明确了3/2接线方式变电站中可能产生高幅值VFTO的一种结构和操作方式:即构成双端开路对称T形结构。研究发现磁环的主要适用场合为抑制双端开路对称T形结构,给出了磁环的推荐安装位置。且针对磁环抑制特高压GIS中VFTO的应用方式、抑制效果和仿真方法也进行了一定的研究。     

750kV GIS电站VFTO波形特征参量的提取及统计分析

文中采用电磁暂态分析程序(electro-magnetic transients program,EMTP),以西山750 kV气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)电站为工程背景,计算研究了多种运行方式下隔离开关操作引发的快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO),深入分析了VFTO波形的特点,提取出其特征参量,并对特征参量进行规律统计,为VFTO标准波的归纳提供参考。计算结果表明,西山750 kV GIS电站所产生的VFTO最大幅值平均为1.87 p.u.,最大为2.63 p.u.;第一峰值点平均陡度为5.85 kV/ns,最大为14.82 kV/ns;振荡持续时间平均为3.76 s,最大为5.67 s。     

架空线对入侵超高压变压器的特快速暂态过电压波前陡度的限制

在采用气体绝缘组合开关(GIS)的500kV变电站或发电厂中,陡波前的特快速暂态过电压(VFTO)对主变纵绝缘有很大的威胁。为此,分别从实验和仿真这2个方面详细探讨了连接于GIS母线与变电站或发电厂主变之间的架空线对到达主变端口的VFTO波前陡度的削弱作用,并采用ATP-EMTP仿真计算、分析了该段架空线长度与到达主变端口的VFTO波前陡度之间的定量关系。研究结果表明,长度为5～15m的架空线能够很好地保护主变纵绝缘:当架空线长度约为5m时,架空线能够非常明显地削弱到达主变端口的VFTO波前陡度;当架空线长度为10m时,对于大部分采用GIS的500kV变电站以及发电厂,到达变压器的VFTO波前陡度不会超出限制水平;当架空线长度达到15m时,对于各种采用GIS的500kV变电站以及发电厂,到达变压器的VFTO波前陡度都不会超出限制水平。     

330 kV GIS变电站电子式电压互感器抗VFTO干扰方法研究

气体绝缘开关装置（GIS）中的隔离开关在操作时产生的特快速暂态过电压（VFTO）会造成GIS电子式电压互感器二次设备损坏和信号骚扰,因此研究一种抑制VFTO的方法。首先分析GIS电子式电压互感器电压传递的数学模型,然后设计一套抑制VFTO的系统,最后通过330 kV GIS隔离刀闸开合试验验证抑制VFTO系统的有效性。试验证明,该方法可有效降低VFTO对GIS电子式电压互感器采集单元的影响,保证GIS电子式电压互感器稳定运行。     

750kV GIS变电站VFTO特性分析

为评估特快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)特性及其对主要电气设备的危害,结合我国西北电网中某750 kV气体绝缘金属封闭开关设备(gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS)变电站,进行了大量的仿真计算,初步掌握了GIS内、外部主要部位VFTO的分布情况,并得出该变电站最大VFTO幅值在相关设备耐受能力范围内的结论.在此计算基础上进行了现场实测,准确掌握了750 kV GIS变电站VFTO实际幅值、波形及频率等重要特性参数.现场实测结果对于750 kV GIS中隔离开关的倒闸操作具有实际指导意义,同时也为1 000 kV交流特高压GIS设备中VFTO的实测及倒闸操作积累了经验和数据.     

基于频变传输线模型的VFTO幅频特性及抑制效果分析

在提出GIS母线等效模型和Dommel传输线模型的基础上,考虑线路参数频变特性推导快速暂态过电压(VFTO)计算表达式,理论分析不同结构参数对VFTO幅频特性的影响。仿真计算隔离开关(DS)闭合顺序和电压互感器(TV)位置对VFTO的影响,给出了不同抑制设备对VFTO抑制效果。研究结果能用于评价断路器断口电容、TV等效电容、母线长度、DS闭合顺序和TV安装位置等因素对VFTO的影响,评价合闸电阻、铁氧体等VFTO抑制措施的效果。     

GIS中快速暂态过电压VFTO的抑制研究进展

气体绝缘变电站GIS中的隔离开关在分合闸时，会产生快速暂态过电压VFTO，对GIS本身及邻近设备将造成极大危害。综述了国内外现有抑制VFTO的研究现状。从抑制VFTO的产生、改造GIS内部结构及抑制VFTO沿输电路径传播3个方面，概要总结了各抑制方法的优势及存在的问题。提出了抑制VFTO需要深化的研究内容：研制能精准控制开关合闸时间的成套设备，怎么样控制电弧击穿导通的时间，通过微机系统综合控制实现精准相位合闸；探索场路论结合的方式准确仿真加装阻尼母线前后VFTO的变化，建立阻尼母线抑制VFTO的特性参数关系；磁环抑制VFTO的理论，量化分析磁环的物理尺寸及磁材料特性参数对抑制效果的影响，在此基础上进而研究半圆卡扣式磁环对抑制VFTO的影响，以便后续在运GIS的改造，最后还需进一步研究如何解决磁饱和增加磁损耗增强抑制效果。