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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

110 kV GIS开关操作过电压对系统的影响

GIS内开关操作引起的快速暂态过电压（VFTO）严重威胁到电力系统运行的安全性,为了找出产生VFTO的原因,针对某110 kV GIS,确定了相关参数,利用ATP EMTP软件建立了仿真模型,分析了不同类型开关操作下GIS内部各节点的VFTO。研究结果显示,分闸操作比合闸操作产生的VFTO幅值大,隔离开关操作产生的VFTO幅值远大于其他操作,切换母线操作产生的VFTO较严重,母线端部和被操作开关处VFTO幅值远高于其他节点,最大值可达到2.382 p.u.。     

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252 kV GIS中VFTO的试验研究

气体绝缘开关设备(GIS)内隔离开关操作过程中产生的特快速暂态过电压(VFTO)威胁GIS和电力系统的安全运行,需要采取有效措施进行抑制。为验证铁氧体磁环对于实际GIS内VFTO的抑制效果,利用真型252 kV GIS试验平台,在电源电压分别为50 kV、100 kV以及140 kV时进行了无磁环、20 cm铁氧体磁环串、40 cm铁氧体磁环串的系列对比试验。对试验结果的统计和分析表明,铁氧体磁环对VFTO中的不同频率成分均具有抑制作用,对于VFTO波形的主要参数包括过冲系数、最大峰值电压、最大峰值陡度、第一峰值电压、第一峰值陡度都有显著的抑制效果。在试验条件下,击穿电压的大小对于抑制效果没有显著的影响。试验结果证实了在实际GIS设备中安装铁氧体磁环抑制VFTO的幅值和陡度的可行性。     

特高压GIS特快速暂态过电压试验重复击穿过程研究

为深入研究重复击穿过程的发生规律,研究隔离开关特性对重复击穿过程的影响,改进隔离开关设计,完善特快速暂态过电压(VFTO)评估方法,采用1100 kV气体绝缘组合电器(GIS)试验回路,对GIS隔离开关分闸和合闸空载短母线所产生的触头间隙重复击穿和VFTO进行了试验研究.鉴于重复击穿过程的随机性,进行了约500次分合闸...     

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     

抑制GIS中VFTO的铁氧体的特性研究

GIS中隔离开关操作时产生的特快速暂态过电压对电力系统及其设备的绝缘具有巨大的破坏力,本文提出了采用铁氧体来抑制GIS中隔离开关操作时产生VFTO的方法,分析铁氧体抑制VFTO的优点,对VFTO的抑制效果进行了实验研究和仿真分析,探讨了具有理想抑制效果的铁氧体参数的具体要求和对理想抑制参数的铁氧体尺寸的估算方法.     

1000 kV GIS变电所VFTO特性研究

为确保特高压输电工程的安全可靠,结合我国特高压输电试验示范工程计算分析了GIS和HGIS变电所的特快速瞬态过电压(VFTO)。研究表明,GIS变电所隔离开关开合短线时可能产生高达3p.u.左右的VFTO,对GIS本体绝缘和二次设备可能构成危害。研究了GIS隔离开关装并联分合闸电阻对限制VFTO的作用后,建议GIS变电所采用并联分合闸电阻(约500Ω),提出了并联分合闸电阻的相关参数的建议值;GIS变电所中的主变压器和GIS是经架空线相连接,在变压器上的VFTO不高;HGIS变电所中的VFTO不高,在允许范围内,其隔离开关可不装并联分合闸电阻。     

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。     

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。     

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.     

800 kV GIS变电站VFTO计算研究

GIS变电站在隔离开关操时会产生快速暂态过电压(VFTO)。由于VFTO幅值很高,将严重威胁GIS设备、变压器和与其相连的二次设备。为了给GIS变电站的设计、布置提供参考,文中运用有限元分析方法,对800 kV GIS变电站中主要设备参数进行了计算,并通过实际测量验证了计算的正确性。应用EMTP程序对某800 kV GIS变电站在6种不同操作方式下,隔离开关合闸时产生的VFTO进行了仿真,得出了6种操作方式下,VFTO的最大值和出现的位置。通过与安全限值比较,得出了该800 kV GIS变电站绝缘符合要求的结论。最后对残余电压、阻尼电阻和短母线长度等影响VFTO幅值的因素进行了研究。     

550kV GIS站VFTO计算及抑制方法研究

VFTO对设备的危害随着额定电压的提高而增大,超特高压VFTO的抑制对保障GIS变电站设备安全运行起到重要作用。文中提出一种阻尼母线的设计思想,该阻尼母线由镂空螺线管及与之并联的电阻组成,在工频下,对母线的绝缘性能、通流能力及力学性能不造成影响,在高频下,行波电流在电感端形成高电压,其两端阻尼电阻可在高压作用下吸收行波能量。文中建立某550kV典型GIS站VFTO计算模型,分别对该550kV GIS变电站检修转运行8种情况的40种操作方式下变电站各主要节点VFTO情况进行分析,得到隔离开关操作产生最大VFTO的分布图。依据最大VFTO幅值分布情况加装阻尼母线,经计算,由隔离开关操作产生的高幅值VFTO次数显著减少,整站VFTO最大幅值由3.0 p.u.降低至2.2 p.u.而将母线Ⅰ右端出现的3.0 p.u.的幅值降低至了1.4 p.u.。研究结果表明:阻尼母线可有效降低VFTO幅值及频率,对降低由于VFTO造成的GIS内部设备、外部连接设备以及二次设备的安全问题有显著效果。     

考虑最佳VFTO抑制效果的螺旋管式阻尼母线电感特性研究

为解决螺旋管式阻尼母线(下简称阻尼母线)的设计问题,文章开展阻尼母线最佳抑制效果与阻尼母线电阻与电感的配合关系研究,通过对特快速暂态过压(veryfasttransient overvoltage,VFTO)幅值和波前陡度抑制效果的分析,得到最佳抑制效果时电阻、电感参数的配合范围。因电感值决定了母线的加工方式,故重点讨论了电感的计算方法和影响电感大小的因素。分析高频和低频条件下螺旋管式阻尼母线磁链铰链情况的基础上,得到了采用场计算法来计算电感的具体实现方法。文章对特快速暂态过电流(veryfasttransient current,VFTC)波形进行拟合,并将其作为电感计算的激励。为得到频率、材料、匝距、匝数等因素对阻尼母线电感特性的影响,计算不同影响因素下阻尼母线的电感,采用最小二乘法对高频电感计算的离散结果进行拟合,并确定550kV电压等级最佳VFTO抑制效果下阻尼母线电感的取值范围。完成上述工作后,以550kV气体绝缘变电站(gasinsulated substation,GIS)中加装的阻尼母线为例,对电阻和电感的匹配原则进行验证,分析了加装阻尼母线后VFTO的抑制效果,结果表...     

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。     

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.