110kV小型化GIS中快速暂态过电压的研究

110 k V气体绝缘变电站(GIS)由于其优异的电气综合性能在国内得到了广泛应用,运行中隔离开关(DS)和断路器(CB)的分合闸操作以及单相接地故障等均可能引起快速暂态过电压(VFTO),对电力设备造成威胁。以110 k V小型化GIS变电站为计算模型,利用电磁暂态程序(EMTP)对多种接线方式下DS、CB分合闸操作和分支母线单相接地故障产生的VFTO进行三相仿真计算,获得了不同工况下VFTO电压幅值、波形、陡度、频率等特性参数。计算分析了分支母线长度、变压器入口电容等因素对VFTO的影响,为GIS结构设计和VFTO分析提供了参考依据。     

500kV GIS变电站快速暂态过电压研究

GIS变电站中开关操作引起的快速暂态过电压易对高压设备特别是变压器产生威胁,针对此问题,采用EMTP/ATP对500 kV变电站进行建模计算,为提高计算精度,隔离开关燃弧采用动态电弧模型,为分析VFTO对变压器匝间绝缘的影响,变压器绕组采用等效电路模型。计算比较了变压器侧开关操作和母线带电时母线侧隔离开关操作产生的VFTO幅值、波形和频谱,并评估VFTO对设备主绝缘的威胁,结果表明母线带电时母线侧开关操作在开关设备上产生的VFTO较为严重;同时计算了变压器绕组内VFTO的分布,结果表明,高频电压主要集中在绕组入口近端线饼和线匝上,1至2匝间电压最大,占入口电压的5.9%。     

750 kV GIS设备母线拓扑结构对VFTO影响研究

GIS变电站中隔离开关和断路器的操作会产生波头极陡并伴有高频振荡的快速暂态过电压(VFTO),对GIS设备运行的可靠性以及内外绝缘构成很大的威胁。现有研究表明GIS变电站拓扑结构对VFTO的幅值及频率特性有着较大的影响,而工程上主要关注VFTO沿线最大峰值的变化规律。为此从GIS变电站简化模型着手,分析研究VFTO的幅值以及频率特性随母线、分支母线长度变化的一般规律。在此基础上,通过ATP-EMTP电磁暂态仿真软件对青海某750 kV GIS变电站进行隔离开关分闸以及不对称故障下的站内各节点VFTO幅值变化规律的仿真研究,以得到拓扑结构的优化设计建议。     

750kV GIS中金属氧化物避雷器对VFTO影响的研究

随着超高压气体绝缘变电站(GIS)的广泛使用,由隔离开关(DS)和断路器(CB)操作引起的快速暂态过电压(VFTO)的危害越加明显。以西北地区750 kV官亭GIS变电站为计算原型,利用电磁暂态程序(EMTP)对不同运行方式下GIS设备上的VFTO进行数值仿真计算和分析。重点在于对不同运行方式下金属氧化物避雷器(MOA)的限制过电压效果进行分析。计算结果表明:DS无分合闸电阻时,MOA防护效果更明显;MOA主要的抑制效果体现在MOA附近的设备上,对于远离MOA的设备上的VFTO的抑制效果较小;由于VFTO持续的时间极短,通过MOA的能量很小。     

应用高频磁环抑制GIS中特快速暂态过电压和雷电过电压仿真分析

GIS变电站内的隔离开关切合空载母线操作时,引起的特快速暂态过电压(VFTO)及输电线路雷击产生的雷电过电压对变电站内的电气设备特别是变压器构成威胁。采用在隔离开关与母线之间、变压器与避雷器之间安装高频磁环(并联阻尼电阻)的保护方法,并结合实例进行仿真分析,结果表明,安装高频磁环(并联阻尼电阻)能有效降低VFTO和雷电过电压的幅值和陡度。     

750kV GIS中隔离开关的分合闸电阻对快速暂态过电压的影响

随着超高压气体绝缘变电站(GIS)的广泛使用,由隔离开关(DS)操作引起的快速暂态过电压(VFTO)的危害更加明显。以西北地区750kV官亭GIS变电站为计算原型,利用EMTP程序对40种运行方式进行数值仿真计算,建立不含分合闸电阻和含有分合闸电阻DS计算模型。计算结果表明:分合闸电阻对降低VFTO幅值和陡度有明显作用,加入分合闸电阻比不加分合闸电阻时的最大VFTO幅值降低了50%,陡度降低为14%,电压在1kV以上最高频率降为10%。     

梯形动态电弧模型下VFTO的计算和分析

针对气体绝缘变电站(gas insulated substation,GIS)的特快速暂态过电压(very fast tran-sient over-voltage,VFTO)进行仿真计算时,根据不同情况,准确地建立电弧模型是提高VFTO计算精度的关键。本文根据电弧的动态物理过程,在分段动态电弧模型的基础上,提出一种基于Bergeron等效电路并结合梯形积分法得到的动态电弧模型(以下简称梯形动态电弧模型),将时变电弧电阻、时变电弧电感、电弧杂散电容及隔离开关的时变对地电容均考虑进该电弧模型中,结果表明,梯形动态电弧模型适用于VFTO的计算与分析,对提高VFTO仿真计算结果准确性有着重要意义。     

GIS中VFTO防护措施研究综述

近些年来,SF6气体绝缘变电站(GIS)以优异的电气性能在国内外得到了广泛应用,但是运行中隔离开关(DS)的分合闸操作会引起快速暂态过电压(VFTO),对电力设备绝缘造成严重威胁,已经引起了许多电力系统专家与学者的高度重视。国内外学者针对GIS中VFTO防护的问题,从VFTO的产生和传播过程两个方面进行了大量研究,提出了利用快速动作隔离开关、慢速动作隔离开关、分合闸电阻、铁氧体磁环、金属氧化物避雷器等来抑制VFTO的方法。分析了目前所研究的几种主要防护VFTO方法的研究现状,讨论了不同防护措施的优点与不足,得到了相应的研究结论,并指出了VFTO防护后续的研究方向和关键点。     

抑制VFTO对智能组件传导干扰的EMI滤波器研究

GIS变电站内开关操作会产生高达数百兆赫兹的特快速暂态过电压(VFTO),通过对变电站智能组件的仿真,并采取在智能组件端口处加装EMI滤波器的办法来抑制VFTO的干扰。通过对EMI滤波器插入损耗、共模参数、差模参数的计算与仿真分析,得到符合要求的EMI滤波器电容、电感参数,并通过ATP-EMTP仿真模型验证该EMI滤波器能有效抑制进入智能组件的VFTO传导干扰。     

GIS中金属氧化物避雷器对VFTO抑制研究

GIS站操作隔离开关时会产生特快速暂态过电压(VFTO),对GIS站和相邻电气设备安全会造成严重威胁,必须采取措施对其进行抑制。用PSCAD软件对某550 kV典型GIS变电站建立了仿真模型,指出可通过抑制VFTO中主导频率分量以降低VFTO的能量,进而达到抑制VFTO峰值的目的。通过分析MOA位置与主导频率分量幅值之间的关系,确定了MOA的最佳位置,以最大程度降低VFTO。研究结果对于GIS站的设计、运维和设备保护具有一定的指导意义。     

MOA对750kVGIS-GIL系统侵入波防护效果的研究

雷电波沿着输电线路侵入变电所,对变电所设备构成了很大的威胁。在某750kVGIS变电站的基础上,建立了以气体绝缘输电线路(GIL)作为GIS出线的750kVGIS-GIL系统。通过雷击塔顶和绕击输电线路这两种雷击方式以及考虑地面倾角、接地电阻的影响,利用EMTP程序计算了当雷电波侵入GIS-GIL系统后引起的在隔离开关(DS)、断路器(CB)、电流互感器(CT)以及变压器上的雷电过电压,并根据各设备能够有效地抑制雷电侵入波,从而保证了该750kVGIS-GIL系统内部各设备的正常运行。     

330kV GIS中快速暂态过电压及避雷器保护效果的研究

由于超高压GIS的广泛应用,在许多变电站,都直接把电抗器接在GIS母线上。由于无功功率的变化,需要对电抗器频繁投切。快速暂态过电压亦随之产生,对电抗器以及相关设备产生危害。以某330kVGIS为例,计算了过电压的峰值,分析了金属氧化物避雷器的保护效果。     

特快速暂态过电压下避雷器模型的研究与应用

目前,由于多种因素,金属氧化物避雷器在抑制特快速暂态过电压(VFTO)方面的应用有限。为了满足VFTO下避雷器的动态特性的需求,笔者介绍一种适用于VFTO计算的避雷器模型,由于避雷器电容效应,造成高频下残压和放电电流之间存在时间延迟,导致避雷器响应速度变慢。结合实例,对采用文中建议的模型和IEEE建议的模型下的VFTO做了仿真分析。结果表明:改进的Micaela避雷器模型在冲击电流波前时间<1μs具有较好的动态特性及精度,适用于VFTO的研究。     

MOA在限制GIS暂态地电位升高中的应用

GIS内部的快速暂态过电压(VFTO),在遇到波阻抗不连续的地方,会发生折反射,从而引起GIS暂态地电位的升高(TGPR)。采用电磁暂态程序(EMTP)计算TGPR的等值计算模型,提出了用金属氧化物避雷器(MOA)限制GIS中VFTO和TGPR,并计算了在不同位置安装MOA对TGPR的影响。结果表明,加装MOA可以有效地抑制TGPR。     

基于GIS空间分析的变电站空间布局规划研究——以北京为例

城市电网规划既是电力系统发展规划的基本内容之一,也是城市规划的重要组成部分。其中,变电站空间布局是城市电网规划的主要内容之一。地理信息系统(GIS)强大的数据处理与分析功能为电力设施科学规划选址提供了可能。本文利用GIS空间分析技术,结合经改良的变电站选址模型,提出了一套较完整的变电站空间布局计算方法。采用该方法,在变电站建设时可以有效避免"站群"矛盾,避免规划与电力行业管理相脱节等问题。     

杂散参数对冲击电流波形影响的数学分析

在冲击电流试验回路中,输出波形必须满足IEC标准规定的要求。已有研究表明,杂散参数对陡波冲击电流发生回路的影响尤为严重,而且避雷器等试品具有非线性U-I特性,在冲击电流发生回路的设计中必须考虑。针对此问题,首先研究了回路的剩余电感对输出波形的影响。对于波前时间小于1μs的陡波冲击电流发生器,回路需要的总电感在1μH左右,所以要尽量减小回路的剩余电感,否则会使波前时间增大,超出IEC标准要求。然后在线性回路情况下推导了考虑杂散电容时回路输出电流的表达式,进而研究杂散电容对输出波形的影响。研究表明,随着杂散电容的增大,波前时间和波尾时间增大,回路效率降低。但只要杂散电容小于0.1μF,其对冲击电流波形参数引起的误差都在IEC标准规定的误差容限之内。实际回路杂散电容以pF计,因此可以忽略不计。最后,同时考虑试品的非线性特性和杂散电容,分析了杂散电容对输出波形的影响,结论与在线性回路情况下一致。另外避雷器试品有助于提高波头陡度,这是陡波冲击试验中的有利因素。     

PLC在共用自耦器降压控制中的应用

利用PLC控制实现三台电动机共用一台自藕补偿器进行降压启动的系统设计,给出了相关的程序、梯形图、电路图,具有较强的容错能力,并可根据数量不同的电机和容量对程序进行简单修改。设计系统运行可靠。