超高压GIS中快速暂态过电压造成危害的原因分析

隔离开关切合小电容电流时产生的ＶＦＴＯ会对３００ｋＶ以上的造成危害,而对３００ｋＶ以下系统的影响则不大,对这个现象目前还没有满意的解释。本文通过计算,对ＶＦＴＯ的影响因素进行了研究。     

GIS变电站特快速暂态过电压研究的技术现状

在全封闭SF_6气体绝缘变电站(GIS)中,隔离开关的操作会产生特快速暂态过电压(VFTO).VFTO技术的研究涵盖了其产生、特性、对GIS和相连接设备的影响以及对其限制措施.通过对国内外VFTO技术研究水平现状的介绍.指出了目前国内外该领域的技术差距,并结合国内750 kV官亭变电站CIS工程实例,重点分析研究了VFTO的计算和实测技术.     

超高压GIS系统操作引起特快速暂态过电压VFTO对变压器影响的研究

介绍了超高压变压器由于GIS系统隔离开关操作引起VFTO的计算分析方法。     

GIS中金属氧化物避雷器对特快速暂态过电压的影响

气体绝缘变电站(gas insulated substation,GIS)内部隔离开关切合空载短母线时产生的特快速暂态过电压(very fast transient over-voltage,VFTO)对电气设备构成严重的威胁。金属氧化物避雷器(metal oxide arrester,MOA)作为GIS中重要的保护设备之一,目前在VFTO计算中普遍采用对地电容模型或者非线性电阻模型,这忽略了VFTO暂态特性对MOA晶界层极化过程的影响。为此,结合MOA阀片的微观结构,通过分析交变电场下电介质的极化特性及其电流响应,提出了MOA暂态电路模型。以国内某550kV变电站为背景,采用EMTP软件对GIS中的VFTO进行了计算,分析了不同MOA模型下VFTO的差异,研究了MOA对VFTO波形、幅值和波前陡度的影响。结果表明,MOA暂态模型能很好地反映MOA在VFTO作用下的极化现象;MOA对VFTO有一定的抑制作用,它能使VFTO波形衰减,在一定程度上降低VFTO的幅值,并减缓VFTO的波前陡度。     

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。     

GIS中快速暂态过电压的仿真计算

采用 EMTP程序仿真计算了天荒坪抽水蓄能电站5 0 0 k V GIS系统隔离开关操作产生的快速暂态过电压。分析了影响过电压幅值的因素、系统避雷器的计数器频繁动作的原因与快速暂态过电压对变压器绝缘的危害     

750 kV GIS变电站特快速暂态过电压的实测研究

国内外对GIS中快速暂态过电压（VFTO）进行过大量的计算研究,技术相对比较成熟,但是在现场测量方面还存在很多技术障碍需要研究和攻克。本文全面介绍内部、外部陡波前过电压和瞬态外壳地电位抬高（TGPR）3种特快速暂态过电压的现场测量方法,并介绍了兰州东750kVGIS断路器投切空线的VFTO实测结果,为今后现场特快速暂态过电压的测量提供了可借鉴的思路和方法。     

GIS中快速暂态过电压的计算及其影响因素分析

通过建立各部件的模型，对ＧＩＳ在隔离开关切合小电容电流时产生的ＶＦＴＯ进行了数值计算，并对其影响因素进行了分析讨论。     

气体绝缘开关设备的隔离开关分合空载短母线时特快速暂态过电压及特快速暂态电流测量

为深入研究气体绝缘开关设备(GIS)的隔离开关分合空载短母线产生的特快速暂态过电压(VFTO),建立了252kV GIS试验回路并研制了VFTO、特快速暂态电流(VFTC)和开距测量系统。该系统采用手孔式电容分压器测量、Rogowski线圈及光纤传输系统、位置传感器分别测量VFTO、VFTC、开关开距。对上述测量系统进行了标定:VFTO测量系统低频截止频率<20Hz,高频截止频率>80MHz;VFTC测量系统带宽达到70MHz;开距测量系统误差<1.5%。结果表明各系统满足测量要求。试验结果表明:在试验回路上实现了隔离开关分合闸时VFTO、VFTC及开距的同时测量,获得了VFTO和VFTC的典型波形、隔离开关间隙的击穿电压特性和燃弧规律。该试验回路产生的VFTO幅值最大值为447.02kV,上升时间约为13ns;VFTC的幅值最大值为2.61kA,上升时间约为7ns。VFTO和VFTC的主要频率均为4.4、23.3、44.2MHz,主要取决于回路的电感、电容及暂态行波的折反射。间隙的击穿电压没有明显的极性效应。燃弧时间<2μs。     

特快速暂态过电压光学测量系统的设计

提出一种应用Pockles效应的特快速暂态过电压(VFTO)光学测量方法。通过光学敏感头感应一次VFTO信号,并将电压的变化信息通过光缆传输至电气单元进行解析,最终得到实际电压。该传感器采用光学测量方式,具有可靠性高、抗干扰能力强、测量精度高、测量频带宽的优点。设计制作的新型光学传感器的低频截止频率低于10 Hz,高频截止频率高于1 GHz。对隔离开关操作所引发的VFTO进行了测量试验,通过同步触发装置同时采集两侧安装的光学传感头和电容式传感头信号,对比验证了VFTO光学测量方法的可行性。试验结果表明:光学测量方式与电容式测量方式均反映了刀闸分合闸的过程,2种方式的分合闸持续时间测量结果吻合较好;电容式测量方式测得的VFTO振荡幅度明显小于光学方式的测量结果,光学测量方式在高频段性能要优于电容式测量方式。     

Electromagnetic‐circuit co‐simulation of very fast transient overvoltage in gas‐insulated switches

The very fast transient overvoltage (VFTO) originating from operations of an isolating switch in a gas‐insulated switch (GIS) will cause dangerous interference to the switch and its peripherals. Aiming at the engineering issue, a collaborative simulation method by field‐circuit‐wave of VFTO radiation interference is proposed in this paper. With a combination of project cases, the GIS equivalent circuit is first extracted by means of quasistatic electromagnetic (EM) field analysis. Furthermore, the equivalent time‐varying voltage source of VFTO is obtained by associating the time‐varying resistance model of the switching arc and the broadband circuit method. Finally, using the transient full‐wave technique in the time domain, the spatial EM interference by VFTO is simulated. It turns out that this method has high significance to the high‐voltage switch design. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

三相分体式GIS一次系统VFTO的建模与计算

对GIS一次系统元件的建模方法进行了总结与讨论,根据实际情况对部分元件的模型进行了修正。用EMTP建立了一实际110 kV GIS一次系统的计算模型,并对特快速暂态过电压和接地导体上的暂态电流进行了仿真计算。计算结果与实测结果进行了比较,验证了模型的有效性和仿真计算的可行性。     

330kV GIS中投切电抗器的过电压研究

在很多情况下,电抗器直接接在GIS母线上,在GIS中开关操作时会产生VFTO,VFTO以行波的方式通过母线传播到套管,并耦合到GIS外部端子、电抗器及与之相连的设备,对其带来危害。以某330kVGIS为例,利用EMTP计算了GIS中投切电抗器时VFTO的幅值、波形,并分析了各种因素对电抗器端部过电压的影响,以及避雷器对该过电压的抑制作用。     

快速暂态过电压试验与数值模拟对比分析

介绍了按照IEC-1259标准进行的500kV气体绝缘变电站中的隔离开关分合短母线充电电流试验,给出了电压测量波形及快速暂态过电压的最大值,平均值。然后对该试验过程进行了数值模拟,并与试验结果比较,给出了测量和数值模拟两种情况下负载测电压的离散傅立叶变换频谱图,从而对了解和深入研究快速暂态过电压的规律提供了重要依据。     

用于特快速暂态仿真的大型电力变压器线圈频域分段建模

针对超高压和特高压电力变压器特快速暂态仿真的需要以及以线匝为单元的多传输线模型难以用于完整绕组的建模、在单一模型中难以在近10MHz频率范围内确定频率依赖参数的问题,提出了一种频域分段建模的方法。在低于4MHz频率范围内采用新型的集总参数RLC电路模型,在高于4MHz频率范围内采用无损多传输线(multitransmission line,MTL)电路模型进行建模,在保证求解准确度的基础上,比单纯采用MTL模型有效降低了求解的复杂度,因而可用于具有大量线匝的绕组的建模。在分段模型中,频率依赖的损耗参数和电感参数可以分别考虑,避免了在单一模型中确定这些参数的困难;同时,在所关心的10MHz以下频率范围内以100kHz,4MHz为2个分界点,从低频到高频分别采用1,10和50kHz3种分辨率求解频域方程,既提高了低频段求解精度,又减少了高频段计算时间。理论分析和实例仿真表明该方法适用于大型电力变压器特快速暂态仿真。     

750kV GIS变电站VFTO特性分析

为评估特快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)特性及其对主要电气设备的危害,结合我国西北电网中某750 kV气体绝缘金属封闭开关设备(gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS)变电站,进行了大量的仿真计算,初步掌握了GIS...     

GIS中的电磁暂态现象

GIS以其较高的运行可靠性,易维护,占地面积小等优点在电力系统中得到了广泛的应用。但是,在隔离开关、接地开关和断路器的动作过程中,会出现快速暂态过程。主要表现为:GIS母线套管上的快速暂态过电压和GIS壳体上的暂态地电位升高以及GIS周围空间产生暂态电磁场。主要分析和探讨由快速暂态过程引发的暂态电磁场的产生和传播机理以及它对GIS的电缆出线和与GIS相连的变压器的影响。     

1100 kV GIS隔离开关分合容性小电流试验中的暂态电压测量

GIS隔离开关分合容性电流过程持续时间长,同时产生高幅值、大陡度、高频率的过电压。采用新研制的光纤式电压测量系统,对1 100 kV GIS隔离开关分合小电容电流试验中的暂态电压进行测量,得到了分合过程中负载电容上"台阶"状电压波形,同时采用EMTP仿真软件对电压波形进行相应的仿真研究,得到了负载上电压的幅值、频率、波形等相应特性。而且试验和仿真结果一致。证明该测量系统可以用于特高压隔离开关分合容性电流用暂态电压的测量。     

特高压GIS变电站VFTO波形衰减仿真研究

为研究特高压GIS变电站VFTO计算中波形衰减程度与实测相差较大的原因,首先介绍了我国某特高压变电站VFTO实测波形的产生方式和波形特征;其次对VFTO波形的衰减因素,如弧道电阻、盆式绝缘子、GIS弯管和GIS套管的模型进行了分析。在可能产生的电磁泄漏或辐射等损耗的基础上改进了原有IEC推荐模型。最终建立了GIS变电站的整体仿真模型。通过对实测波形的等值转换,将仿真条件与实测波形进行统一后,获得不同模型下的仿真波形特征。结果表明考虑所研究的波形衰减因素后,仿真波形的衰减程度与实测更加吻合,验证了所提出模型的合理性。