变电站开关操作对屏蔽电缆电磁干扰的预测

研究变电站瞬态电磁场对屏蔽电缆的电磁耦合问题，对于提高变电站内二次设备的抗电磁干扰能力具有极为重要的意义。文中将矩量法与传输线理论相结合，应用场线耦合理论计算变电站开关操作产生的空间电磁场对站内屏蔽电缆的电磁干扰。通过与国际上通用的电磁暂态计算程序EMTP的计算结果进行比较，验证了计算方法的正确性，同时克服了EMTP只能处理屏蔽电缆与母线平行放置的不足。最后，将该计算方法应用于500kV变电站开关操作时，在屏蔽层不同接地方式的屏蔽电缆上产生的电磁干扰的数值预测，获得了一些有益的结论，可为工程应用提供一定的理论依据。     

GIS变电站开关操作过程中架空线产生的暂态电磁场计算

随着电力系统的快速发展,气体绝缘变电站(GIS)广泛应用于高压电力系统中。GIS变电站中的开关操作会产生强烈的瞬态空间电磁场,进而威胁到变电站中电子设备的电磁兼容性(EMC)。文中计算了GIS变电站中架空线路在开关过程中产生的空间电磁场。利用数值拟合法得到了开关操作过程中的快速暂态过电流,采用时域有限差分法(FDTD)计算了架空线路产生的暂态空间电磁场,未对接地管壳和绝缘套管等电力设备建模;分析了空间暂态电磁场随距离、时间、频率变化的情况,计算结果可为GIS变电站的电磁兼容设计提供参考。     

采用BEM计算高压变电站工频电场

高压变电站内的工频电场的计算与评测日益重要。采用BEM法对一500 kV变电站500 kV开关场区域的设备与母线产生的工频电场进行了计算。采用BEM计算变电站内母线以及开关场设备产生的工频电场时,可以避免采用FEM计算时的三维剖分,计算结果表明,变电站内设备在周围产生的电场强度与其顶部的母线的高度有关,电场强度的大小分布规律与母线的高度规律基本一致。直流条件下计算的电场分布较交流条件下的要大,因此在计算变电站内工作走廊内的电场强度,对于设备以及母线的场源参数应按交流进行设置。     

变电站电磁干扰预测分析

为了研究变电站开关操作时的电磁干扰问题,本文主要进行了两方面的研究。首先,针对500k V超高压变电站隔离开关切合高压空载母线操作瞬态进行仿真研究,利用ATP软件建立了空气绝缘变电站隔离开关切合空母操作瞬态的电磁仿真模型,并对电磁干扰在空载母线端点处产生的瞬态过电压、过电流进行分析,其仿真结果与实测吻合;其次,将改进多变量灰预测建模理论引入了变电站电磁干扰环境问题的研究,建立用于电磁干扰数据预测的多变量灰预测模型,预测结果达到了预期要求,证明将多变量灰预测建模理论应用于电磁干扰预测分析是可行的。     

变电站开关瞬态干扰建模与特性分析

变电站中隔离开关操作过程产生的瞬态电磁场是变电站中重要的电磁干扰源之一。为了量化互感器端由隔离开关操作产生的电磁骚扰,分析电磁暂态过程,建立了具有分布参数的母线分析模型,以及隔离开关电弧熄灭和重燃的分析模型,对单变单回路运行方式下的电网模型进行数值计算,综合评估互感器上过电压和过电流特征水平。仿真结果表明,在合闸全过程中,母线电流由一系列锥形衰减振荡波组成,隔离开关与断路器之间跳变的阶梯波对地电压最大值为586.2 k V,传导至变压器的骚扰电压衰减至514.4 k V,不会造成变压器主绝缘击穿。骚扰信号频率特性取决于母线和短线的长度,频率集中在32.87 MHz之内。     

GW5-126型隔离开关触头烧损故障分析及对策

针对GW5-126型母线隔离开关在倒母线操作时经常出现触头烧损的故障,介绍了隔离开关开合母线转换电流的原理,并以某变电站为例进行了实例计算.随后,分析了母线隔离开关触头烧损的因为,给出了GW5-126型隔离开关引弧装置的加装方案以及一些其他提高隔离开关开合母线转换电流能力的措施.     

110kV AIS隔离开关分合操作瞬态电场的模拟实验研究

在空气绝缘变电站(air insulated substations,AIS)中,为了研究隔离开关分合空载母线产生的空间电磁环境对站内一次侧电子设备的影响,需要在实际变电站现场进行大量重复实验以获得空间电磁环境变化规律,但这对正常电力运维是不现实的。文中设计了可以模拟实际隔离开关操作产生的瞬态电磁场的隔离开关模拟骚扰源,利用该源对110 kV AIS隔离开关分合操作产生的电场随母线参数、隔离开关触头距离、电源容量进行研究。研究结果表明:该系统可以产生频率在0.9～2 MHz左右、强度在6～20 kV的空间瞬态电场,与现有文献报道的110 k V AIS站隔离开关操作实测瞬态电场数据相吻合。     

基于有限元分析的GIS母线筒温度场分布研究

利用ANSYS/EMAG软件对建立的某110 kV室内GIS开关变电站直筒型和T型结构的GIS母线筒三维实体模型进行分析。分别得到在对称、不对称三相电流情况下GIS母线筒内磁场强度分布及母线筒外壳感应电流密度分布,并对其电能损耗进行了定量计算。利用ANSYS中FLUID142单元对其母线筒内流场、温度场进行了数值仿真计算。通过求解计算给出了GIS母线筒内母线导体温度分布情况、母线筒壳体温度分布情况以及内部SF6气体流场分布情况。为验证温度场计算结果的准确性,测量了GIS母线筒在不同运行工况下母线筒温度场分布情并与仿真结果进行比较。     

用隔离开关操作高压母线系统时的过电压及避雷器的动作问题

高压变电站中隔离开关操作时出现过电压不是新的现象,至今对此很少加以注意。因为线路绝缘水平相当高,并认为这些过电压对电气设备没有危害。然而,近来用隔离开关操作时发生过各种设备故障,而阀型避雷器多次动作。所以,用隔离开关操作时必须测量过电压。用隔离开关操作空载母线或带电母线系统,是高压变电站操作倒闸的一种非常普遍的形式。在这些操作中,隔离开关的触头上出现间歇电弧,在一次操作中多次熄灭,重复出     

35kV双母线隔离开关误操作事故分析及处理

正在双母线运行的变电站内,根据生产负荷及电网系统运行情况,经常通过隔离开关进行母线停送电倒闸操作和合环倒母线运行方式的调整。但因设计功能不完善、使用维护不当、闭锁装置不可靠、操作人员违章操作等,双母线隔离开关误操作事故时有发生。本文分析一起35kV双母线隔离开关误操作短路事故,并从技术和组织两方面提出防范措施,供同行参考。1事故经过事故发生前,某110kV变电站供电运行方式     

变电站空载母线波过程的精细积分计算方法

精细积分计算方法能够对具有任意负载的有损耦合输电线的波过程进行有效的分析。文中将该方法扩展到具有分支结构的输电线路的波过程分析之中，并通过对变电站空载母线加电的波过程进行数值分析，结果表明精细积分计算方法可以有效地用于研究变电站开关场内二次设备的电磁干扰问题。     

变电站内工频电磁场三维数值仿真研究

高压变电站内外工频电磁环境的评估日益重要。将三维建模软件Solidworks同电磁场分析软件Ansoft相结合,实现了大模型、复杂电磁问题的三维数值分析。根据某110 kV变电站设计图,建立电气设备三维仿真模型,对变电站户外区域离地1.5 m高度处工频电磁场进行了仿真和分析。仿真结果表明,该110 kV变电站内、外工频电磁场数值均在标准限值以内。在工作走廊上,计算值同实测结果变化趋势一致;在电气设备不太密集的区域,工频电场计算值与实测值之间误差低于10%。文中所用方法给变电站电磁环境评估问题提供了一个良好的解决方案。     

应用矩量法的变电站内工频电磁场计算及实测

首先介绍矩量法的计算原理,推导相应的计算公式,然后利用该方法对佛山市110 kV桂城变电站110 kV配电区的电磁环境做了相应的计算,并与现场实测结果进行对比,结果表明,该方法能够准确计算变电站内电磁场。接着给出了佛山地区其他110~500 kV变电站现场测量数据,有的变电站内部分区域的工频电场强度和磁感应强度超过其限值。为此,分析变电站内架空线路高度、间距、线径和大地电阻率对电磁场分布的影响,以供相关人士参考。     

Grounding techniques and induced surge voltage on the controlsignal cables

Accurate operation of the metering, control and protective equipment in a substation relies on dependable input signals. The surge-induced voltage on the control signal cables during a transient is always of concern to electrical power engineers. However, due to limited space, there are many different kinds of circuits close to each other in an electric power substation. Any switching operation or lightning strike at a substation can cause serious transients with high-frequency oscillatory waveforms to spread through high-voltage circuits, which, in turn, may give rise to a transient electromagnetic field in the substation. If a signal control cable runs for some distance in parallel with high-voltage buses, a significant amount of voltage may be induced. The control, protection or measurement equipment connected in the low-voltage circuits, in turn, become exposed to these transients. A method of induced voltage calculation is presented in this paper. The mathematical model of a substation is implemented in the Electromagnetic Transients Program (EMTP) to study the induced voltage during transients. The simulation results are compared with field testing results. A recommended grounding practice with the support of computer simulation and field testing results is also included in this paper     

考虑变电站内开关设备影响时站内工频电场的计算方法

高压变电站内工作走廊的工频电磁场评估已经日益重要。因此,笔者基于边界元法(BEM)与模拟电荷法(CSM),研究了考虑变电站内关键设备影响时,变电站工作走廊内的工频电场计算模型与方法。针对变电站内设备的结构特性,推导了悬浮电极、介质分界面的间接边界积分方程,以及相应的代数方程与矩阵元素的计算公式,实现了在考虑站内主要设备影响的前提下,变电站内工频电场的计算方法。最后以一个500 kV变电站为例,进行了站内单个设备与单相设备的工频电场计算,并采用了IES-Coulomb软件进行了仿真,验证了计算结果的正确性。文中模型与方法可用于计算特高压变电站内的工频电场,因此在进行特高压变电站设计时,可采用该方法对变电站工频电场进行估算,改善工作走廊的工频电场分布。     

变电站空载母线波过程的数值分析

讨论了求解多导体传输线（ＭＴＬ）的时域有限差分法（ＦＤＴＤ）,并将其扩展到有分支结构的传输线中,通过实例 与Ｂｅｒｇｅｒｏｎ法进行对比计算,ＦＤＴＤ法可以计算传输线的波过程。建立了变是站空载线线波过程分析的ＭＴＬ计算模型,并用ＦＤＴＤ法对变电站空载一加电的波过程进行了数值的分析。计算结果可用于变电站开关场内二次设备电磁干扰ＥＭＩ问题的研究 。     

线路故障过电压下变电站内空间电场的分析

本文提出了一种分析计算变电站内空间电场强度的方法。该方法基于矩量法和复电阻率的概念,以导体上的漏电流为未知量,利用导体上的电位连续性建立方程组,最终可以求解得出空间各点的电场强度。该方法可以在考虑架构等复杂导体结构情况下分析架空线路上产生的空间电场,使计算结果更加准确。本文的计算方法适用于较低频率时的空间电场分析,结合傅里叶变换,可以用于线路故障过电压情况下的空间电场分析。     

220kV同塔双回输电线空间工频电场理论计算

以 2 2 0kV同塔双回线路为例 ,利用等效电荷法计算其线下空间电场强度的分布模型 ,得出其空间分布呈椭球状的特点 ,由此给出该电压等级送电线路的电磁防护安全区为距边相导线垂直距离大于 6m的空间区域 ,为解决其他电压等级线路类似问题提供了一个范例     

500 kV变电站工频电场的测量与分析

为了掌握500 kV变电站的工频电场分布,采用EFA-300低频电磁场分析仪,选取50Hz带通滤波、最大有效值方式,在某500 kV变电站厂区内,每间隔6 m测量电场强度值,将1092个测量数据绘制成电场强度分布图,找出其中电场强度较高的区域。测量结果显示,除个别区域外变电站内工频电场基本满足ICNIRP标准限值,分析变电站电场分布规律表明,电场强度较高的区域集中在主变、开关、断路器、互感器等设备及其连接线附近的区域,且场强最大值位于三相中的边相附近,应重点考核这一区域的工频电场值。     

变电站接地网的频域有限元方法

变电站接地网的安全性问题已成为电力系统电磁兼容的重要研究课题之一。文中基于有限元方法，将接地网一维导体单元与三维土壤单元相耦合，并考虑导体阻抗的频变特性，研究变电站接地网的接地性能。与三维有限元的A-V方法相比，该文计算方法的计算量大大降低，同时可以考虑频率对接地网接地性能的影响。通过与矩量法和测量结果进行比较，验证了该计算方法的正确性和有效性。利用计算得到的接地网导体轴向电流和土壤泄漏分布电流，进一步计算了接地网产生的空间磁场强度。结果表明，文中方法与矩量法的计算结果略有差异，原因在于矩量法中未考虑土壤泄漏分布电流的影响，文中计算方法可以方便地应用于复合土壤结构的接地网的接地性能分析。