特高压气体绝缘开关设备中电磁式电压互感器耐受特快速暂态过电压的特性分析

为满足系统同期合环的要求,特高压气体绝缘开关设备(GIS)中安装有电磁式电压互感器(IVT)。GIS内部隔离开关操作会产生特快速暂态过电压(VFTO),可能引起IVT绕组出现电压分布不均的问题。为掌握特高压工程用GIS IVT在VFTO下的耐受特性,采用仿真和实测相结合的方法对其绕组在VFTO下的电压分布进行了研究。建立了IVT的端口模型和绕组电压分布计算模型计算其端口VFTO和绕组电压分布,并通过陡前沿冲击电压下绕组电压分布试验予以验证。通过仿真计算,获得了特高压变电站IVT端口的典型VFTO波形及其作用下的绕组电压分布特性。计算表明电压沿绕组分布整体比较均匀,绕组端部匝间、层间开口位置电压分布相对集中,试验结果初步也验证了仿真结果。根据仿真和试验结果,校核了绕组电压分布集中位置的绝缘耐受能力。进一步说明在实际特高压工程中,IVT绝缘耐受VFTO具有足够的裕度;在产品的优化设计中须加强绕组首端匝间和层间绝缘,以进一步提高其VFTO耐受能力。     

气体绝缘开关装置中快速暂态过电压的抑制

SF6气体绝缘开关装置中隔离开关操作会产生快速暂态过电压(VFTO)，危害电力设备的安全运行。章分析了影响快速暂态过电压的因素，并且比较了两种抑制快速暂态过电压方法的效果。     

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     

气体绝缘开关设备中的特快速暂态电流测量

气体绝缘开关设备中的隔离开关操作,将在设备内产生特快速暂态电流,可能造成变电站内二次设备的失效或故障。现有的关于特快速暂态电流的研究主要集中于仿真计算和实验室模拟试验两方面,尚无关于特快速暂态电流现场测量的报道。针对上述研究现状,文中旨在开发适用于实际工况的特快速暂态电流测量系统,并通过现场试验验证测量系统的准确性。首先,开发了基于罗氏线圈的电流测量系统,并着重解决了系统的现场安装和电磁屏蔽问题;而后,通过实验室的模拟试验回路,对整个测量系统的性能进行了标定。将标定过的系统应用于252 kV单相式气体绝缘开关设备的现场试验,测量了隔离开关操作过程产生的特快速暂态电流,获取了其暂态波形、幅值和频率等主要信息,其最大幅值为1.75 k A,主要频率为400 k Hz和6~8 MHz,验证了测量系统的有效性。研究中测得的数据为相关的仿真计算提供了支持,并有助于进一步研究暂态电流产生的电磁骚扰对变电站内二次系统的影响。     

气体绝缘变电站过电压计算系统的研究

目前,VFTO的仿真计算主要应用EMTP进行,而EMTP要求使用者必须具有扎实的过电压专业理论知识,这给GIS现场运行人员的使用带来诸多不便.基于Microsoft Visual Studio 2008开发平台,采用C#语言开发了以贝杰龙算法为核心的VFTO仿真计算系统GISTCS,并分析了不同操作方式下GIS中的快速暂态过程.     

电流互感器暂态数学建模及其仿真的比较研究

分析和回顾了现有的电流互感器暂态仿真数学模型。这些模型可归纳为基于基本励磁曲线的静态模型、基于暂态励磁特性曲线的动态模型和非线性时域等效电路模型等3种类型，详细说明了这3种模型的建模方法，并且介绍了在现有的通用暂态仿真软件EMTP和EMTDC中所使用的电流互感器模型。通过仿真实例比较说明了这3种模型的优缺点以及应用范围。最后对不同电流互感器模型的应用场合提出了建议。     

气体绝缘变电站暂态计算软件的研究与开发

阐述了一种基于面向对象的程序设计思想开发气体绝缘变电站(gas insulated substation,GIS)暂态计算软件GIS-TP的方法。该软件基于微软公司的Visual Studio 2010开发平台,利用Visual Studio.NET的面向对象技术,具有良好的人机界面,强大的图形功能。用户通过一次电气主接线图即可进行建模操作,无需学习暂态建模知识。用该软件与EMTP软件分别对贝杰龙法的网络进行验证计算,两者计算结果相符,证实了GIS-TP软件的计算准确性。     

基于准静态电磁场的变压器线圈中特快速暂态仿真建模

基于准静态电磁场原理提出了一种在快速暂态过电压的作用下以单匝中并联导线为单元支路和以两段线匝为单元支路相结合的集中参数混合线圈模型。通过单匝单线模型可准确计算陡波冲击下的匝间过电压,结合两段线匝模型可有效减少仿真时间。拓扑网路的大小和参数与变压器的结构和特性有关,网络中的电感和电容等参数是无源和线性的,但它们与传播电磁波的介质有内在的联系。给出了模型参数的计算方法,并对以两段线饼为单元支路的线圈模型进行了截波冲击下的仿真分析,变压器首端对地电压的仿真结果与实测结果比较接近,证明了该模型的正确性。     

测量气体绝缘变电站中快速暂态过电压的微分积分方法

提出了一种新的快速暂态过电压（ＶＦＴＯ）测量方法－微分积分方法,其特点是不需对ＧＩＳ作任何改造。在同轴传输单元上对研制的微积分系统的响应特性进行了校验,并首次在国内５００ｋＶ的ＧＩＳ上进行了ＶＦＴＯ实测,测量结果与分析计算一致,表明微积分系统是一种较好的ＶＦＴＯ测量方法。     

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.     

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。     

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三相同壳母线快速暂态相电压测量中的主导电场耦合系数分析

在GIS三相同壳母线VFT电压测量中，每个传感器同时受A、B、C三相电压的电场耦合，必须通过解耦，才能得到每相的VFT电压。利用主导电场耦合系数，就可以根据三个电容传感器的输出电压，直接得到具有足够精度的三相VFT电压波。通过对一个与三相同壳母线具有相同几何参数的偏心圆的电场分析，可以得到主导电场耦合系数的近似解析表达式。该文着重分析了主导电场耦合系数与三相同壳母线GIS几何参数之间的关系，并得到了主导电场耦合系数的工程化计算方法。这对GIS三相同壳母线模型的设计，以及在实验现场环境下定量分析GIS三相VFT电压波特性非常重要。