金属氧化物避雷器对气体绝缘开关装置暂态地电位升高的抑制作用

简述了气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）中暂态地电位升高（TGPR）产生的原理及其等值计算模型。利用电磁暂态程序（EMTP）计算了金属氧化物避雷器（MOA）对GIS中快速暂态过电压（VFTO）和暂态地电位升高（TGPR）的抑制效果。仿真计算结果表明，MOA不仅可以抑制VFTO，而且也可较有效地抑制TGPR。     

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。     

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     

全封闭组合电器变电所的过电压保护和绝缘配合问题

本文研究气体绝缘变电所的过电压。对某些典型接线的GIS变电所的雷电过电压,文章采用电磁暂态计算程序进行了计算。在计算的基础上提出限制这些过电压以及绝缘配合的一些初步建议。有一种类型的过电压可能是对GIS来说要求更为严格的,即在主回路中操作引起的某些高频操作过电压。对GIS的保护来说,氧化锌避雷器比带间隙避雷器被认为更有效。     

氧化锌阀片分压提取GIS暂态过电压信号

为了在线测量电力系统GIS暂态过电压信号,研制了一款基于氧化锌阀片分压提取暂态过电压信号的装置。首先,介绍了该技术的基本原理;其次,通过ATP-EMTP搭建仿真电路,搭建了氧化锌阀片的分压电路,在暂态过电压、操作过电压和雷电过电压下进行实验,结果表明：在暂态过电压、操作过电压和雷电过电压下,阀片的分压比基本恒定,雷电过电压下波头出现过冲和振荡。最后对氧化锌避雷器进行扫频实验,结果显示在1.5MHz内氧化锌避雷器的频率特性基本不变,并验证了仿真的实用性。此测量技术对电力系统故障分析、电力设备绝缘耐受实验标准制定具有重要的知道意义。     

高压交流断路器开合并联电抗器试验研究

笔者分析了高压断路器开合并联电抗器的原理和开断过程以及过电压情况,结合试验标准要求和EMTDC模拟计算结果,讨论了电抗器开合试验的试验回路的设计和试验方法,给出了实际的试验正常波形和重燃波形。最后模拟并计算了试验截流过电压和重燃过电压,提出了使用氧化锌避雷器限制回路暂态过电压的办法。     

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。     

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...     

电气工程中GIS快速暂态过电压(VFTO)研究

气体绝缘变电站(GIS)愈来愈多地应用于电力系统中,GIS运行电压等级提高,使隔离开关、接地开关和断路器的操作引起的快速暂态过电压严重,对运行安全的危害很大.对快速暂态过电压产生机理进行分析,建立等值模型并进行数值计算.对GIS内部快速暂态过电压的研究,在电气工程中具有重要意义.     

半波长输电线路故障暂态过电压特性研究

阐述了半波长输电线路故障暂态过程的沿线电压分布特性,构建了典型特高压半波长输电线路的仿真模型,采用电磁暂态计算程序对线路单相接地故障、自动重合闸过程的过电压进行了分析,研究了线路传输功率、人工调谐网络、线路长度等因素对线路故障暂态过电压的影响。分析了沿线装设多组避雷器对半波长输电线路故障暂态过电压的抑制效果,研究了避雷器的安装位置与安装数量对故障暂态过电压水平的影响。仿真结果表明,沿线装设5组避雷器时,半波长输电线路故障暂态过电压水平可限制在1.60 pu以下,但对避雷器的通流容量要求较高。研究结果为发展半波长交流输电技术提供了参考依据。     

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。     

利用ICT算法计算变压器绕组中的VFTO

为研究特快速暂态过电压(VFTO)对变压器的影响并解决大型电力变压器建模时矩阵阶数过大的问题,以匝为单元建立了变压器绕组多导体传输线(MTL)模型,并利用积分相合变换(ICT)的阶数缩减算法直接对电报方程进行求解,避免了对传输线时空离散造成矩阵阶数过大的问题,有效地提高了计算效率并且保证了降阶系统的无源性。仿真与实验结果证明该法正确可行。     

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。     

Prospective method of lightning protection schemes in distribution system

Grounding wires and enclosed ZnO elements have been incorporated generally in 6.6‐kV distribution systems by TEPCO for the reduction of lightning overvoltages. At present, the reliability to lightning surges is tolerably good. However, the facility of grounding wires is not inexpensive and its maintenance is hard due to corrosion and disconnection in some areas. A typical model simulating TEPCO field adopting enclosed ZnO elements has been developed and we have evaluated relative failure risks systematically according to conditions with and without grounding wires against lightning overvoltages. Two kinds of failures discussed in the paper are the flashover of insulation and the overduty of ZnO elements, and two kinds of induced and direct lightning overvoltages are studied in flashover. The greatest problem with no grounding wire is the increase of ZnO elements' duty, but it was demonstrated that a short partial grounding wire around ZnO elements or the selection of heavier ZnO elements provides a solution. The main objectives of this study are to clarify the relative failure risks systematically according to realistic field conditions, the risk of small stroke currents having long duration to ZnO elements' duty, and countermeasures against ZnO elements' overduty. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 127(1): 1–10, 1999     

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。     

快速暂态过电压的模拟及测量

设计了一套模拟快速暂态过电压的实验装置,模拟的快速暂态过电压的振荡频率可达10MHz.设计制作的测量系统能满足测量需要.     

三相同壳结构GIS快速暂态过程模型构建和参数计算

数值计算模型和参数的确定,是三相同壳结构GIS快速暂态过程行波分析的基础.该文给出了三相同壳结构GIS快速暂态过程数值计算模型的构建方法.由于三相同壳结构GIS的最大特点是A、B、C三相之间存在电磁场耦合,模型的核心是电感矩阵和电容矩阵.分析表明,电感矩阵和电容矩阵中的所有元素,取决于GIS内导体半径和三相导体的偏心距离与GIS外壳内半径的相对比例.对于一般的三相同壳结构GIS,电感矩阵和电容矩阵的非对角线元素与对角线元素之比通常小于20%,对角线元素对快速暂态过程起主导作用;当忽略非对角线元素的作用时,可得到三相同壳结构GIS快速暂态过程的单相导体简化模型,以便对快速暂态过程进行定性的分析.但要对三相同壳结构GIS中VFT过电压进行定量分析,还应采用三相模型.     

测量快速暂态过电压的微积分系统的设计

提出了测量快速暂态过电压(VFTO)的微积分系统的设计方法和结构,经理论和实测证实是可行的。     

快速暂态电压作用下SF6气体放电机理

本文对快速暂态电压作用下SF6气体放电机理进行了探讨,给出了放电由流注向先导转变的条件及过程.从试验验证角度出发,进行了放电通道形成过程的高速拍照,并利用光电倍增管及预放电电流检测系统分别对先导形成过程中的预放电发光和预放电电流进行了测量.结果表明,正极性快速暂态电压作用下,SF6气体中的放电遵循先驱机理或先驱与高频机理的联合.