断路器暂态模型及参数对VFTO影响的仿真分析

气体绝缘变电站(Gas Insulated Substation,GIS)设备模型的选取是快速暂态过电压(Very Fast Transient Overvoltage,VFTO)仿真计算的关键,断路器作为GIS主要的电气设备,其模型及参数的选取必然会影响VFTO的仿真结果.为此文中利用EMTP-ATP软件对1 100 kV变电站进行建模,建立了考虑断路器结构的暂态仿真模型,分析断路器结构参数对VFTO的影响.结果表明,合闸电阻对VFFO的幅值具有明显的抑制作用;随着断路器并联电容的增大系统中VFTO幅值呈减小趋势,主要频率和频率幅值减小;断路器对地电容变化对不同节点处VFTO的影响程度不同;空载母线变化对母线端部和断路器处的VFT0影响最大.     

550kV GIS中快速暂态过电压仿真及防护措施研究

目前,随着全封闭组合电器(GIS)的广泛应用于电力系统,尤其是在超、特高压系统中,由隔离开关操作引起的特快速暂态过电压(VFTO)对设备造成的危害得到普遍关注。首先利用电磁暂态仿真软件(ATP-EMTP)仿真计算550k V GIS中在操作母线侧隔离开关的操作方式下一些主要节点的VFTO波形和幅值。然后提出并分析抑制GIS系统中VFTO的措施,分别是附加合闸电阻、加装避雷器、利用接地开关泄放残余电荷、主变高压侧加装并联耦合电容器的方法,为超、特高压GIS设备的设计及生产提供依据。     

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.。     

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。     

750kV GIS中运行方式对快速暂态过电压的影响

随着超高压气体绝缘变电站(gasinsulated switchgear,GIS)的广泛使用,GIS中由隔离开关和断路器操作引起的快速暂态过电压(very fast transient voltage,VFTO)引发的绝缘事故越来越多。以西北地区750kV官亭GIS变电站为计算原型,利用电磁暂态程序对不同运行方式下GIS上的VFTO进行了数值仿真计算和分析。计算结果表明:单电源运行时VFTO幅值更高,带电出线越少VFTO越明显,线路越短VFTO幅值越高,操作离送电侧越近的隔离开关VFTO幅值越高。运行方式对750kV GIS中VFTO有较大影响。     

变压器铁芯接地线上耦合VFTO信号的仿真研究

在对变压器铁芯接地信号(core earthing signals,CES)监测过程中,多次记录到侵入变压器的特快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)冲击脉冲,这为检测VFTO冲击提供了新途径.为了研究VFTO耦合至CES的途径,并分析CES中VFTO信号的特征,首先对VFTO的产生过程进行仿真分析;其次建立绕组的高频暂态混合模型,仿真分析VFTO在绕组内的传输模式;最后建立铁芯高频电容耦合模型,并与前面模型进行联合仿真,分析VFTO致使CES中产生VFTO脉冲的全过程,总结VFTO脉冲特征,初步建立VFTO脉冲的特征知识库.同时,还对某水电站隔离开关分闸过程进行对比仿真,仿真波形与实测波形基本一致.上述研究表明,VFTO在绕组上同时存在沿线传输和电容耦合两种传输模式.VFTO可通过绕组与铁芯之间、铁芯内部的电容耦合至CES,产生VFTO脉冲,这些脉冲在隔离刀闸分闸过程中呈现出幅值逐渐增大、分布逐渐稀疏的特征,而在合闸过程则完全相反.通过该研究,获知了VFTO耦合至CES的全过程,总结了CES中VFTO脉冲的关键特征,进而证明了利用CES检测VFTO冲击的可行性.     

特高压GIS变电站中快速暂态过电压仿真及其特性分析

在计算快速暂态过电压(VFTO)时,建立准确的全封闭气体绝缘变电站(GIS)暂态电路模型是影响VF-TO的关键。为此,将GIS内部暂态模型和GIS外壳传输特性模型相结合,建立了VFTO整体仿真模型。在GIS内部元件建模时,根据电弧的动态物理过程,建立隔离开关分段式动态电弧模型;结合交变电场下电介质极化原理,建立金属氧化物避雷器(MOA)暂态电路模型;并从GIS本体结构出发,通过三维电场分析,获得较准确的GIS元件暂态模型及参数;结合传输线理论和相模变换,获得GIS外壳暂态模型,并建立了考虑接地体间互感作用的暂态地网模型。最后结合国内某1 100kV气体绝缘变电站,进行VFTO详细仿真。仿真结果表明,分段式动态电弧模型下VFTO幅值标幺值高达1.270(基准值取898kV),较指数时变电弧模型下的VFTO幅值标幺值增加了17.59%,当考虑了MOA的非线性特性时,VFTO的振荡幅值有不断减小的趋势,在仿真时间将近20μs时,VFTO标幺值振荡幅度至0.8。最后将仿真结果与实测波形进行对比分析,VFTO幅值标幺值相差0.2～0.4,证明了所建立的VFTO仿真整体模型的实用性。     

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.     

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。     

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.