采用投切电阻抑制特高压GIS中特快速暂态过电压

气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中隔离开关的操作会产生特快速暂态过电压(VFTO),可能导致GIS本体及其相连的设备(如变压器)绝缘损坏,并可能产生电磁干扰,影响二次设备。国家电网公司正在建设的中国1000kV交流特高压试验示范工程中,晋东南变电站采用GIS。计算表明,在不采取VFTO限制措施的情况下,晋东南变电站GIS本体承受的VFTO较高。为限制VFTO,建议在晋东南GIS隔离开关装设投切电阻。若采用500Ω投切电阻,VFTO峰值可由2.6p.u.下降到1.4p.u.。分析装设投切电阻对VFTO频率特性、陡度、陡波上升/下降幅度的影响,仿真隔离开关操作过程中多次重燃现象,并确定多次重燃过程中隔离开关投切电阻吸收的能耗。     

特高压气体绝缘开关设备瞬态外壳电压特性的试验研究

特高压(ultra high voltage,UHV)气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)中隔离开关操作产生的瞬态外壳电压(transient enclosure voltage,TEV)具有的高幅值、陡波形、宽频带等瞬态特性影响变得越来越突出,可能危害到接触GIS设备的运行人员安全及GIS设备监控系统的正常运行。依托国网武汉1 000 kV交流UHV试验基地的2个UHV GIS设备试验回路,文中开展了TEV特性的试验研究。试验工况包括隔离开关速度为快速和慢速、回路负载侧是否预充直流电压、分支母线改变长度、隔离开关调换接线方向等接线方式,共开展了2 940次隔离开关合、分闸操作试验以及多测量点的TEV同步测量。通过对大量TEV测量结果的统计分析,获得了1 000 kV UHV GIS设备TEV的波形特征,包括TEV全过程波形特征、脉冲个数、波形总持续时间、单脉冲波形特征、频率成分、单脉冲持续时间、幅值上升时间以及预充/不预充直流电压、不同分支母线长度、调换隔离开关接线方向对TEV幅值特性的影响。并进一步统计分析了击穿电压、VFTO与TEV之间的相关性。通过一系列的试验研究,获得了特高压GIS设备的TEV波形特性,为进一步研究TEV建模仿真、标准制定以及安全防护等提供了依据。     

特高压气体绝缘开关设备中特快速瞬态过电压特性的试验研究

气体绝缘开关设备（gas insulated switchgear,GIS）中隔离开关操作产生的特快速瞬态过电压（very fast transientovervoltage,VFTO）会影响电气设备的安全运行,随着系统电压等级的提高,该影响会越来越严重,在特高压系统中尤为突出。为掌握特高压GIS的VFTO特性,在特高压GIS设备的VFTO试验回路进行了大规模GIS隔离开关操作试验,并对VFTO测量结果进行了统计分析。研究得到了VFTO全过程波形的波形特征、击穿次数、频率成份和残余电压分布,单次击穿波形的波形特征和振荡系数分布,及预充/不预充直流电压下的VFTO幅值特性,揭示了隔离开关加装阻尼电阻对VFTO的抑制作用。所获得的特高压GIS中的VFTO特性为进一步研究VFTO仿真和绝缘配合等提供了依据。     

取消特高压GIS变电站隔离开关阻尼电阻的研究

在保证安全的前提下,取消1000kV气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)隔离开关的阻尼电阻,可减少故障率,极大提高特高压工程的经济性。因此,首先依托前期在交流特高压基地试验平台上的研究成果和工程经验,建立了芜湖变电站的仿真模型,并初步计算了特快速暂态过电压(VFTO)水平;然后通过比较试验平台与实际变电站的不同,对建模方法进行了修正,同时结合VFTO的产生机理对计算条件进行了修正,得到修正后芜湖变电站在本期和远期接线下VFTO水平略微超过允许值2087kV;随后,开展了GIS设备耐受VFTO的讨论,从VFTO波形、VFTO下的击穿特性、隔离开关耐受VFTO能力和绝缘配合方法方面,认为仿真计算结果相对实际过电压水平过于保守,且取2087kV作为绝缘耐受水平偏严在前述基础上,提出可取消芜湖变电站隔离开关阻尼电阻的结论。最后,通过调试结果的验证,表明取消芜湖变电站阻尼电阻是可靠的。本研究所用方法具备一定工程推广价值。     

气体绝缘开关设备中特快速瞬态过电压研究的新进展

气体绝缘开关设备（gas insulated switchgear,GIS）中的隔离开关操作空载短母线会产生陡波前、高幅值的特快速瞬态过电压（very fast transient overvoltage,VFTO）、瞬态壳体电位和电磁干扰,对GIS及其连接的具有绕组的设备、与壳体连接的二次设备绝缘产生危害,干扰二次设备工作,严重影响设备的安全运行。对2009年前国内外在VFTO测量方法、特性试验、数字仿真和对绝缘影响以及外部VFTO方面的研究状况进行了综述。概要总结了国家电网公司在特高压GIS中VFTO实测及仿真研究方面取得的新进展,提出了特高压GIS中VFTO需要深化研究的内容,即重点关注VFTO的传播特性与仿真建模,VFTO下的绝缘特性和机制研究,以期全面掌握特高压GIS中VFTO特性,对特高压输变电设备的研制、工程设计和运行提供依据和有益的参考。     

基于气相色谱-质谱联用技术的隔离开关故障气体分析

以广州华润热电有限公司220kV润洲联线隔离开关气室的故障为例,介绍了运用气相色谱-质语联用技术进行SF6气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal enclosed switchgear and controlgear,GIS)故障分析的方法.该方法利用气相色谱和质谱图分析GIS故障时SF6的分...     

550kV全封闭组合电器快速暂态过电压影响因素分析

分析了550kV全封闭组合电器(gas insulated switchgear,GIS)中隔离开关(disconnector,DS)操作时产生快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)的影响因素,提出了抑制GIS系统中VFTO的方法。以董箐水电站为研究背景,根据550kVGIS结构及运行特点,在计算了隔离开关7种操作方式下VFTO的基础上,分析了VFTO对变压器绝缘的危害与对避雷器计数器的影响以及残余电荷电压和合闸电阻对VFTO幅值与频率的影响。针对在建的特高压输变电系统,提出了抑制VFTO的措施,可为特高压GIS设备的生产与运行提供参考。     

气体绝缘金属封闭开关设备电流互感器气室异响原因分析

介绍了220kV中山变电站气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal enclosed switchgear,GIS)电流互感器(current transformer,CT)气室异响和解体检查处理情况,分析表明异响和异常振动是由于CT填充件和紧固夹件断口错位导致磁路闭合并构成振动系统而形成,并针对这一原因提出了改进建议。     

交流特高压晋东南变电站1100 kV GIS设备的现场安装管理

晋东南变电站采用1 100 kV 气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated switchgear,GIS),这在世界上投入商业运行的输变电工程中属首次。该设备被拆分成108个单元,运输到现场再进行无尘对接,因此确保设备现场顺利安装十分重要。文章介绍了GIS设备现场安装管理涉及的主要事项,如安装分工、现场环境要求、安装技术准备、施工组织、仪器机具要求、试验等;提出了保洁施工方法,对安装区域采取封闭管理、对接工作面安装防尘房,元件对接采用三维精确定位。通过这些有效的控制管理措施使得安装工作顺利进行,保证了安装质量,为交流特高压工程的成功投运提供了保障。     

GIS中隔离开关多次重燃弧模型计算与分析

在气体绝缘开关设备（gas insulated switchgear,GIS）中，隔离开关在操作过程中会产生快速暂态过电压（very fast transient overvoltage,VFTO），精确的隔离开关电弧模型对快速暂态过电压的仿真起着关键的作用。文中在分段电弧的基础之上，利用ATP-EMTP软件搭建了隔离开关多次重燃弧模型；为了研究负载端残余电荷对VFTO的影响，文中选取多组不同幅值的残余电压。仿真结果表明：基于分段电弧的多次重燃弧模型产生的VFTO谐波幅值比传统的时变电阻电弧模型要大；隔离开关间隙击穿次数会随着负载侧残余电压幅值的增大而增加，隔离开关两侧和变压器入口VFTO最大值不会造成绝缘击穿，相关数据对变电站绝缘设计有重要意义。     

隔离开关操作速度对特快速瞬态过电压的影响

气体绝缘开关设备（gas insulated switchgear,GIS）内的隔离开关在操作空载短母线时会发生多次击穿,并产生特快速瞬态过电压（very fast transient overvoltage,VFTO）,严重时可能造成变压器和其他电气设备的损坏。隔离开关的操作速度是影响VFTO的重要因素之一,对此国内外有不同看法。在仿真研究中考虑了隔离开关操作过程中的多次重击穿、间隙击穿电压的极性特性、概率特性及其随操作速度变化的特性,采用统计分析方法研究了隔离开关的速度对VFTO的影响,并与实测结果进行了对比。研究结果表明,在一定范围内当隔离开关速度较慢时,分闸后负载侧残压较低,合闸、分闸操作过程中产生的VFTO幅值也较低。     

2.5MV特快速瞬态过电压发生器

气体绝缘开关设备（gas insulated switchgear,GIS）以其占地面积少、密封性好,受环境影响小,运行可靠、维修周期长等优点在中国电网中得到了广泛应用。在330kV以上电压等级的系统中,开关动作产生的特快速瞬态过电压（very fast transient overvoltage,VFTO）对系统有很大危害。为满足特高压GIS中VFTO的模拟,利用6MV敞开式冲击电压发生器与陡化装置结合的方法,研制出一种模拟VFTO产生的装置。通过增加GIS母线长度来补偿回路固有电感的影响,以及通过控制陡化间隙的击穿电压来控制输出电压幅值,使该装置可以输出幅值为2.5MV、高频振荡达到35 MHz的电压波,能够满足特高压试验对VFTO模拟的要求。采用外加积分器方式,制作了一种锥形电容传感器来测量该装置产生的电压波,测试结果表明该电容传感器可以满足试验的要求。     

特高压半封闭气体绝缘组合电器的暂态电压仿真分析

特高压系统的电压等级高、容量大,暂态电压现象严重。为了提高特高压系统暂态电压计算的准确率,结合我国某特高压开关站建立半封闭气体绝缘组合电器(HGIS)系统整体模型。根据多导体传输线理论和相模变换方法,建立了HGIS外壳传输特性模型。除此之外,采用π型等效电路表示接地体单元,并结合HGIS内部暂态模型,详细计算了隔离开关操作时产生的特快速瞬态过电压(VFTO)和暂态壳体电压(TEV),分析了HGIS内部关键设备处VFTO和相应壳体上TEV的最大值和频谱特性,进一步分析了不同壳体接地方式和接地网对VFTO和TEV的影响。研究结果表明:在考虑接地网的情况下,VFTO的最大值为1 296kV,TEV的最大值为83kV,都要比不考虑接地网时的最大值小,且良好的接地方式是降低特高压HGIS系统暂态电压的有效方法。研究结果可供HGIS设计和相关电气设备绝缘结构设计参考。     

特高压GIS隔离开关操作时其壳体电压暂态特性仿真分析

特高压(UHV)系统电压等级高、容量大,电磁暂态问题相当严重。为研究特高压气体绝缘变电站(GIS)在隔离开关操作时壳体电压的暂态特性,从而对今后特高压变电站的建设及绝缘配合问题提供参考建议,结合我国某1 100kV特高压气体绝缘变电站的具体情况,分析了特高压下GIS暂态壳体电压(TEV)的计算原理,利用多导体传输线模型计算了壳体各处的TEV,并对其进行了频谱处理。最后,分析了隔离开关的操作方式、操作相别、接地方式等对暂态壳体电压的影响。仿真结果表明:隔离开关操作方式不同时,暂态壳体电压最大值出现的位置不同;在GIS出线段,由于布置的对称性使得暂态壳体电压幅值也具有对称性。     

特高压气体绝缘开关设备特快速瞬态过电压的试验回路研究

为研究特高压气体绝缘开关设备（gas insulatedswitchgear,GIS）中的特快速瞬态过电压（very fast transientovervoltage,VFTO）规律,需要建立全尺寸的真型模拟试验回路。计算了1000kV GIS变电站和模拟试验回路在不同接线方式下的VFTO,指出1000kV GIS的VFTO模拟试验回路宜带有分支母线,比国家标准和IEC标准规定的无分支母线的简单试验回路更严格,从而提出新的VFTO试验回路,并推荐了测点布置方案和试验隔离开关型式。对所建成的VFTO试验回路进行试验,结果表明：无论是从VFTO实测波形还是从统计规律上看,试验回路均达到了设计的预期,对研究VFTO的特性发挥了重要作用。     

气体绝缘开关设备中特快速瞬态过电压的全过程测量方法

特快速瞬态过电压（very fast transient overvoltages,VFTO）是超/特高压气体绝缘开关设备（gas insulatedswitchgear,GIS）设计和运行中十分关心的问题,试验研究VFTO的特性是非常必要的。VFTO包含特快速瞬态分量、工频分量和准直流分量（空载母线残余电荷电压）,其中VFTO的瞬态分量在GIS中以电压波的形式传播,致使不同位置的VFTO波形具有显著差异。因此,试验研究VFTO的关键是对VFTO时间过程和空间分布的全过程测量。研究了VFTO测量方法,采用手孔式电容传感器与阻抗变换器相结合的方法实现了全过程测量,研制出测量频带为0.003 Hz~100 MHz和波形记录时间为200 ms的测量系统;采用多个测量系统,并基于隔离开关触头间隙击穿时的电磁波辐射信号,研制出了同步触发装置,实现了对GIS上不同位置的VFTO空间分布的测量。     

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.