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。     

800 kV GIS变电站VFTO计算研究

GIS变电站在隔离开关操时会产生快速暂态过电压(VFTO)。由于VFTO幅值很高,将严重威胁GIS设备、变压器和与其相连的二次设备。为了给GIS变电站的设计、布置提供参考,文中运用有限元分析方法,对800 kV GIS变电站中主要设备参数进行了计算,并通过实际测量验证了计算的正确性。应用EMTP程序对某800 kV GIS变电站在6种不同操作方式下,隔离开关合闸时产生的VFTO进行了仿真,得出了6种操作方式下,VFTO的最大值和出现的位置。通过与安全限值比较,得出了该800 kV GIS变电站绝缘符合要求的结论。最后对残余电压、阻尼电阻和短母线长度等影响VFTO幅值的因素进行了研究。     

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。     

考虑弧道电感特性的电弧电阻模型下VFTO的研究

影响快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)因素很多,其中气体变电站(GIS)设备模型的选择对VFTO计算结果精确度的影响不可忽略。笔者采用考虑弧道电感特性的电弧电阻模型,结合国外某1 000 k V GIS变电站,详细计算了GIS内部的VFTO,分析了GIS内部关键设备处VFTO的极值。结果表明,用考虑弧道电感特性的电弧电阻模型模拟隔离开关的电弧的物理过程,进而对VFTO研究是适用的。最后还研究了入口电容、静态电感、GIS支路长度对VFTO的影响。     

特高压交流试验示范工程GIS隔离开关带电操作试验

为验证我国特高压交流试验示范工程金属封闭开关设备(gas insulated switchgear,GIS)中隔离开关带电操作的安全性,在长治、南阳和荆门变电站对所有特高压GIS隔离开关进行了带电操作试验。在前期特高压GIS和复合型气体绝缘金属封闭开关设备(hypid gas insulated switchgear,HGIS)中特快速瞬态过电压(very fast transi-ent overvoltage,VFTO)实测研究基础上,开展现场典型运行方式下隔离开关带电操作,监测产生的VFTO和暂态壳体电位(transient enclosure voltage,TEV)。试验初步得出了特高压变电站实际VFTO和TEV水平及分布,结果表明:特高压GIS隔离开关的带电操作是安全的,但应注意产生的TEV对二次设备的影响,阻尼电阻能够有效抑制VFTO和TEV。带电操作试验的开展为今后特高压GIS隔离开关的带电操作提供了依据。     

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内、外部主要部位VFTO的分布情况,并得出该变电站最大VFTO幅值在相关设备耐受能力范围内的结论.在此计算基础上进行了现场实测,准确掌握了750 kV GIS变电站VFTO实际幅值、波形及频率等重要特性参数.现场实测结果对于750 kV GIS中隔离开关的倒闸操作具有实际指导意义,同时也为1 000 kV交流特高压GIS设备中VFTO的实测及倒闸操作积累了经验和数据.     

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.     

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.     

取消特高压GIS变电站隔离开关阻尼电阻的研究

在保证安全的前提下,取消1000kV气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)隔离开关的阻尼电阻,可减少故障率,极大提高特高压工程的经济性。因此,首先依托前期在交流特高压基地试验平台上的研究成果和工程经验,建立了芜湖变电站的仿真模型,并初步计算了特快速暂态过电压(VFTO)水平;然后通过比较试验平台与实际变电站的不同,对建模方法进行了修正,同时结合VFTO的产生机理对计算条件进行了修正,得到修正后芜湖变电站在本期和远期接线下VFTO水平略微超过允许值2087kV;随后,开展了GIS设备耐受VFTO的讨论,从VFTO波形、VFTO下的击穿特性、隔离开关耐受VFTO能力和绝缘配合方法方面,认为仿真计算结果相对实际过电压水平过于保守,且取2087kV作为绝缘耐受水平偏严在前述基础上,提出可取消芜湖变电站隔离开关阻尼电阻的结论。最后,通过调试结果的验证,表明取消芜湖变电站阻尼电阻是可靠的。本研究所用方法具备一定工程推广价值。     

800kV GIS中变压器的VFTO防护的研究

随着超高压GIS的广泛使用,由开关操作产生的快速暂态过电压(VFTO)引起普遍关注。以拉西瓦750 kV GIS变电站为原型,利用EMTP计算了主变端部的VFTO,并分析了开关并联电阻、主变与GIS的连接方式、MOA及R-C过电压吸收器等保护措施对变压器的保护效果,为GIS以及变压器的安全运行提供了有用的参考。     

特高压GIS变电站VFTO仿真计算研究

气体绝缘开关设备（gas insulated switchgear, GIS）中的隔离开关投切空载短母线时会产生陡波前、高幅值的特快速瞬态过电压（very fast transient overvoltage, VFTO）,对GIS及其连接的设备产生危害,严重影响设备的安全运行。通过电磁暂态程序（electro-magnetic transient program, EMTP）,针对我国“皖电东送”工程某特高压变电站开展了仿真研究,并对影响VFTO的几种因素进行分析。结果表明,母线拓扑结构和残余电荷电压对VFTO影响较大,通过合理设计隔离开关可减小残余电荷电压水平,从而显著降低变电站VFTO水平。     

超高压GIS中隔离开关不同操作方式对快速瞬态过电压的影响研究

研究了乌江550 kV水电站超高压GIS中隔离开关的3种操作方式下产生的快速瞬态过电压(VFTO)。经计算得出3种方式下的变压器绕组端部对地VFTO电压波形,以及变压器绕组饼0～1之间电压波形;分别计算出3种方式对应的变压器支路切合短管线过电压、变压器绕组纵向各计算点对地过电压、变压器绕组各饼纵向VFTO过电压等数据。结果表明,变压器带电、变压器侧的隔离开关操作(方式3)的1～3个线饼的最大梯度电压超过允许范围,因此要避免方式3的操作。     

江苏抽水蓄能电站特快速暂态过电压分析

采用PSCAD/EMTDC软件计算分析了江苏抽水蓄能电站500 kV GIS变电站在主变、出线操作时的特快速暂态过电压(VFTO),并以1台典型的500 kV主变为例,分析多种操作情况下特快速暂态过电压对主变的影响.结果表明,由于连接各台主变与GIS之间的电缆比较长(至少200 m),传递到各台主变上的VFTO幅值和陡度并不高,对其主绝缘影响不大,也不会直接造成变压器匝间绝缘的击穿.     

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.     

GIS中的快速暂态过电压的抑制机理

介绍GIS内隔离开关操作产生的快速暂态过电压（VFTO），利用微积分系统对VFTO进行测量，并分析其结果。研究了用铁氧体磁环抑制VFTO的可能性，并阐述其机制。     

气体绝缘开关设备中特快速瞬态过电压研究的新进展

气体绝缘开关设备（gas insulated switchgear,GIS）中的隔离开关操作空载短母线会产生陡波前、高幅值的特快速瞬态过电压（very fast transient overvoltage,VFTO）、瞬态壳体电位和电磁干扰,对GIS及其连接的具有绕组的设备、与壳体连接的二次设备绝缘产生危害,干扰二次设备工作,严重影响设备的安全运行。对2009年前国内外在VFTO测量方法、特性试验、数字仿真和对绝缘影响以及外部VFTO方面的研究状况进行了综述。概要总结了国家电网公司在特高压GIS中VFTO实测及仿真研究方面取得的新进展,提出了特高压GIS中VFTO需要深化研究的内容,即重点关注VFTO的传播特性与仿真建模,VFTO下的绝缘特性和机制研究,以期全面掌握特高压GIS中VFTO特性,对特高压输变电设备的研制、工程设计和运行提供依据和有益的参考。     

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。     

GIS用电子式电压互感器的VFTO抑制方法研究

针对GIS中隔离开关操作产生的特快速暂态过电压(VFTO)导致有源电子式互感器采集卡损坏的问题,提出了一种新的VFTO抑制措施。首先研究电子式互感器中电容分压器的幅频特性,并推导出有源电子式互感器在高频条件下的分压比,通过计算得到作用于电子式互感器二次侧采集卡上的过电压幅值。进一步提出了在电子式互感器的电容分压器上插入同轴金属圆柱筒的方法,提高了电容分压器高频分压比,降低了VFTO的二次侧输出电压值。仿真结果表明,该方法大幅降低了VFTO作用于采集卡上的过电压,从而对采集卡形成保护,提高了电子式互感器运行的稳定性。     

用磁环抑制GIS的VFTO的高电压模拟试验

研究了用磁环抑制全封闭组合电器(GIS)的特快速暂态过电压(VFTO).通过高电压模拟试验,观测了铁氧体、非晶磁芯和金属磁粉芯三种材料的磁环,特别观测了磁饱和的影响.试验结果表明,在适当的参数配合下,磁环能够有效抑制特快速暂态过电压的幅值和陡度.     

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...