避雷器对GIS中快速暂态过电压的影响

本文采用EMTP软件对GIS中隔离开关操作时产生的快速暂态过电压(VFTO)进行仿真,研究避雷器对VFTO的抑制作用.对国内某550kV GIS水电站隔离开关4种操作方式下产生的VFTO进行计算和分析,优化选取避雷器在GIS内部母线上的安放位置.计算结果表明了,正常工作情况下,对于GIS内部由于隔离开关操作引起的VFT...     

GIS中快速暂态过电压的分析及计算

分析了操作 GIS内隔离开关所产生的极快速暂态过电压 (VFTO)的形成机理 ,通过建立各部件模型 ,对 GIS内隔离开关操作产生的 VFTO进行数值计算 ,并对其影响因素作了分析     

GIS开关不同电弧模型对快速暂态过电压的影响

研究气体绝缘组合电器(GIS)中隔离开关的电弧模型,对于确定快速暂态过电压(VFTO)的波形和频谱有重要意义.首先对GIS隔离开关的操作过电压以及开关电弧进行了理论分析,然后在此基础之上,对3种不同类型的电弧模型进行了阐述和分析,并采用ATP-EMTP软件对各个电弧模型下的VFTO进行了仿真与分析,结果表明电弧模型对VFTO的仿真计算影响很大.最后,对将来VFTO仿真中电弧模型的研究提出了有益的建议和展望,为VFTO仿真模型的完善提供了重要的理论依据.     

分段电阻电弧模型下快速暂态过电压仿真及其对断路器中并联电容器的影响

超高压与特高压输电系统中,GIS及其相连设备容易受到操作隔离开关所引起的快速暂态过电压(VFTO)造成的绝缘威胁,而在VFTO的计算过程中,GIS设备模型的选取直接影响计算结果的准确程度,其中隔离开关的电弧模型尤为重要.首先从GIS本体结构出发,根据分布参数理论与电弧的动态物理过程,以及目前常用的两种电弧模型,提出了分段式电阻电弧模型,并结合某550kV GIS实际线路,利用Fortran语言和Matlab软件详细计算了三种电弧模型下GIS内部的VFTO,结果表明分段电阻电弧模型能够准确地模拟隔离开关电弧的物理过程,对于VFTO的数值计算与特性分析是实用的.其次,针对上述550kV GIS中由于隔离开关操作故障引起断路器并联电容器爆炸的事故,研究了断路器内部VFTO的分布情况,结果表明VFTO在双断口断路器两个并联电容上的分布存在差异,长时间的VFTO作用下,并联电容受到了热击穿的威胁.     

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.     

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。     

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.。     

VFTO仿真中GIS隔离开关电弧模型的研究进展

全封闭SF6气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)中隔离开关操作产生的特快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)会严重影响电力系统的稳定性及相关设备的安全运行。通过研究GIS隔离开关的击穿过程和电弧的发展变化过程,进而采用合理的电弧模型进行仿真计算,对于得到较为准确的VFTO波形有重要意义。笔者对当前VFTO仿真中GIS隔离开关的传统电弧模型、改进模型及电弧特性的试验研究等进行了详细的介绍,分析了不同电弧模型的优缺点和实用价值,探究了VFTO仿真中GIS隔离开关电弧模型的研究趋势,旨在为同行提供一个可探讨的理论平台和有益的参考。     

印度420 kV GIS电站VFTO研究

400 kV电网是印度的骨干网架,420 kV GIS设备是保证其安全可靠运行的关键设备。当GIS中隔离开关操作时,其动、静触头间会发生多次重击穿,产生快速瞬态过电压(VFTO)。VFTO对GIS或变压器的绝缘性能可能造成破坏。结合印度420 kV GIS电站,对隔离开关操作引起的VFTO进行了数值仿真,计算结果表明该电站隔离开关操作引起的VFTO不会对GIS的绝缘性能造成破坏,为运行调度人员操作隔离开关提供了理论参考,同时也为后续420 kV变压器在VFTO作用下的绝缘可靠性分析提供了输入数据。     

隔离开关优化操作对VFTO抑制效果的研究

GIS隔离开关在操作过程中会产生VFTO,对设备的安全稳定运行构成威胁,因此,研究隔离开关操作过程中VFTO的抑制措施具有重要意义。文中首先开展了隔离开关操作顺序对VFTO影响的理论分析,以某抽水蓄能500kVGIS由于VFTO引起的故障案例,通过仿真计算分析了优化操作顺序降低VFTO的效果。最后,对该措施的进一步推广应用进行了展望。     

500kV GIS隔离开关操作产生VFTO的研究

针对气体绝缘封闭式开关设备(GIS)中快速暂态过电压(VFTO)产生的原因、出现的种类、对GIS本身以及对外部设备的危害等问题,对某水电站500 kV GIS建立了系统的仿真模型,利用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP,计算分析了隔离开关在3种典型操作方式时在主变压器线圈上引起的VFTO,并提出了防止VFTO的运行操作要求。     

VFTO仿真计算中避雷器模型研究

随着全封闭式气体绝缘变电站(GIS)的广泛引用,由隔离开关操作引起的特快速暂态过电压(VFTO)造成的事故频发。金属氧化物避雷器在限制过电压方面应用广泛,总结了目前应用的4种避雷器模型,运用电磁暂态程序ATP-EMTP分别建立仿真模型,以国内某1 000 kVGIS电站为研究背景,分别模拟了在这4种避雷器模型作用下由隔离开关分闸操作引起特快速暂态过电压,得到了过电压的时域波形图,再运用MATLAB对时域波形进行变换得到VFTO的幅频特性图。对比了4种避雷器模型对VFTO的抑制效果,其中第4种模型更加精确,对过电压幅值、频率抑制效果最好。     

750kV GIS中快速暂态过电压的研究

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)引发的绝缘事故也越来越多。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进行了数值仿真计算和分析,从而获得不同运行方式和操作方式下各节点的VFTO电压幅值、频率、陡度和波形等数据。根据计算数据对GIS和连接设备的绝缘配合和安全裕度进行了分析,为下一步开展VFTO现场实测提供了理论参考数据。     

110kV GIS变电所进线电缆末端雷电过电压研究

气体绝缘开关装置(GIS)已广泛应用于城市供电网中。阐述了导线参数、GIS参数、雷电侵入波模型及参数、避雷器参数以及电气设备参数等的设置,运用ATP-EMTP搭建雷电侵入波作用下的架空线与电缆进线相连、包括架空线与电缆连接处安装的避雷器和部分电气设备(GIS、变压器)在内的单相简化模型,仿真计算断路器不同状态下,不同电缆长度的电缆末、首端雷电过电压。总结了电缆末、首端雷电过电压比值与电缆长度之间的关系,通过具体仿真表明,当电缆长度大于70 m时,仅电缆首端装设避雷器已经无法满足保护要求,需要考虑在GIS内部配置避雷器。     

水力发电厂GIS升压站雷电侵入波阻碍电抗器研究

水力发电厂GIS升压站因场地限制,多采用长管道方式与户外场相连,在断路器开断时遭受雷击容易发生GIS内部件击穿事故。以某水力发电厂发生的雷电侵入波故障为分析对象,首先,采用电磁暂态分析软件ATP-EMTP建立升压站雷击分析模型,对断路器开断状态下的雷电侵入波过电压进行了量化计算,指出雷电侵入波故障原因;然后,对户外场加装避雷器和出线杆塔安装线路避雷器两种侵入波防治手段进行了有效性分析,指出常规防雷手段无法解决该水电站雷电侵入波防治问题;最后,提出了一种雷电侵入波阻碍电抗器设计思路,建立了该电抗器的分布参数模型,通过仿真计算验证了该防雷措施的有效性。所提供的防雷思路对雷电多发地区水电站GIS升压站防雷具有重要参考价值。     

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。     

330 kV GIS变电站雷电过电压仿真研究

通过使用电磁暂态程序（ATP-EMTP）,对某330 kV GIS变电站雷电过电压进行仿真,对母线避雷器的配置进行计算讨论。在对暂态过程进行分析计算的基础上,得出了该330 kV GIS变电站母线上不需要配置避雷器的结论,仿真结果验证了该方案的安全可靠性。     

Influence of switching conditions on the VFTO magnitudes in a GIS

Estimation of very fast transient overvoltage (VFTO) has been carried out using EMTP for various switching conditions in a 420 kV gas insulated substation. The variation of VFTO peak along the GIS bus nodes for disconnector and circuit breaker switching operations as well as the variation of VFTO peak with different magnitudes of trapped charges have been studied. The results indicate a distinct pattern of variation of VFTO peak along the nodes of the GIS bus in the case of disconnector switch operation as compared to that of circuit breaker operation. It has also been noticed that the variation of VFTO peak levels are not in direct proportion to the trapped charge present on the HV bus     

Evaluation of Breakdown Characteristics of Gas Insulated Switchgears for Non-Standard Lightning Impulse Waveforms - Breakdown Characteristics for Non-Standard Lightning Impulse Waveforms Associated with Lightning Surges

To lower the insulation specifications (specifically, the lightning impulse withstand voltage) of a gas insulated switchgear (GIS) and thus cut the equipment cost while maintaining the high reliability of its insulation performance, it is necessary to define in an organized way the insulation characteristics for non-standard lightning impulse voltage waveforms that represent actual surge waveforms in the field and compare them with the characteristics for the standard lightning impulse waveform quantitatively. In the preceding paper, lightning surge waveforms and disconnector switching surge waveforms at UHV, 500 kV, and 275 kV substations were analyzed and five to six non-standard lightning surge waveforms with basic frequencies of 0.6 to 5.0 MHz were identified. In this paper, the dielectric breakdown voltage - time characteristics were measured under several different conditions mainly for the quasi-uniform SF₆ gas gaps that represent an insulation element of a GIS toward four kinds of non-standard lightning impulse waveforms associated with lightning surges. As a result, in the tested range, the dielectric breakdown values for nonstandard lightning impulse waveforms were higher than for the standard lightning impulse waveform by 3% to 32%.