特高压GIS变电站母线不装避雷器可行性研究

随着特高压输电技术的广泛应用,如何降低特高压工程的建设投资成本以提高特高压工程的经济性,已成为特高压技术发展面临的重要问题之一。通过对"皖电东送"同塔多回特高压工程4个变电站的雷电侵入波过电压进行计算和分析,对母线是否可以不装避雷器(MOA)的问题进行了研究。计算仿真结果表明,如果母线不安装避雷器,变电站在正常运行方式下,站内设备上最大雷电侵入波幅值为1 995kV,过电压值均在允许值范围之内;而在特殊运行方式下,站内设备上最大雷电侵入波幅值为2 480kV,超过了绝缘裕度允许的范围。然而,特殊的运行方式可以通过预先确立调度规程予以规避,因此可认为,"皖电东送"工程沿线的4个特高压气体绝缘变电站(GIS)母线可以不装避雷器。此措施可以使4个变电站站节省约1.2亿元(约1 500万元每组)的建设投资,具有明显的经济效益。     

特高压交流变电站500kV GIS母线压变异常原因探析

介绍1000kV特高压交流变电站500kV GIS母线复役过程中出现的压变异常现象,阐述了由表及里的原因分析过程,有效避免了500kV GIS母线带病运行事件的发生。     

一起1000kV特高压变电站GIS开关故障母线跳闸事故分析

本文分析了一起某1000kV变电站间隔设备由检修后复役的操作过程中,母线动作跳闸的事故。通过现场检查,获得了一次、二次设备的现场反馈数据和开关设备的开盖检查记录。针对该气体绝缘全封闭组合电器开关设备A、B、C三相开盖的检查情况对比,结合电阻开关结构的原理图和现场解体情况,对本次事故原因进行分析总结,根据解体检查情况分析事故的原因是该开关B相母侧合闸电阻动触头紧固螺钉未采取有效的防松措施。本文针对此类事件分析并提出了相应的预案编制,有效应对此类安全隐患,保证特高压变电站的稳定安全运行的能力。     

交流特高压GIS变电站的VFTO研究

指出特高压GIS系统的特快速暂态过电压会对GIS主绝缘及主变构成威胁。介绍了通过EMTP仿真软件建立的3/2台断路器主接线方式的特高压晋东南GIS变电站远景时期模型,计算投切主变、出线和母线可能产生的最大VFTO。认为投切主变可能产生的最大VFTO达2.51 p.u.,会对GIS本体主绝缘和主变匝间绝缘构成严重危害,投切出线和母线产生的VFTO对GIS本体主绝缘和主变匝间绝缘不构成危害。指出对于3/2台断路器主接线方式,遵循常规操作顺序,彻底消除投切主变产生的VFTO的措施。     

特高压交流变电站母线短路电流的影响因素分析

从特高压交流变电站高、中压侧母线等值自阻抗的组成要素出发,分析确定了特高压变电站母线短路电流的影响因素,给定了特高压变电站1 000 kV侧交流电网结构、特高压交流变电站主变压器以及500 kV侧交流电网结构对高压侧和中压侧母线短路电流影响的比重关系。分析结果表明,特高压交流变电站高压侧母线的短路电流主要受1 000 kV侧交流电网结构的影响,而中压侧母线短路电流主要受500 kV侧电网结构和特高压站主变压器的影响。研究结论可为特高压交流站近区电网限流措施的优化提供理论支撑。     

特高压交流GIS变电站噪声特性测量与分析

为了掌握特高压交流GIS变电站的噪声特性,以1 000 kV特高压芜湖变电站为研究对象,对站内主变压器、高压并联电抗器以及站界噪声声压级进行了测量,分析了站内主要噪声源的频谱分布、噪声水平以及噪声传播与衰减特性。结果表明,主变压器噪声与高压并联电抗器噪声较为接近且以中低频为主,均在70 dB(A)左右。冷却风扇噪声对主变压器噪声影响较大。主变压器与高压并联电抗器噪声传播过程中均存在较为明显的干涉现象,其中以100、200 Hz噪声干涉最为显著。站界噪声受站内声源位置的影响较大,距离噪声源越近,站界噪声越明显。分析结果对于典型特高压交流变电站噪声预测及评价具有实际意义。     

特高压变电站软母线弧垂测量方法

特高压变电站工程建设中,弧垂检查是软母线施工的关键环节,重点在于保证弧垂观测的准确度和可操作性。提出直接测量法、中间点法、等长观测法、异长法、角度法5种特高压变电站软母线安装完成后弧垂的测量方法,并进行分析比较,可用于指导弧垂复测。     

1000kV特高压交流变电站铝管母线末端屏蔽方式研究

管型母线因其良好的载流性能与可靠的机械连接特性被广泛应用于高压电站中,在特高压交流电站中,管形母线末端的屏蔽方式问题日渐突出,研究其屏蔽结构对特高压交流电站的设计具有重要意义。针对1 000 kV特高压交流长治站在带电试运行过程中硬铝管母线高压并联电抗器侧末端出现的电晕问题,使用有限元方法建立三维仿真模型,仿真计算了管母末端的电位和电场分布,找出了引起电晕放电的原因,并在此基础上研究了几种屏蔽方式的效果和可行性,提出了管母末端采用直径250 mm的半球形封盖板结构和于管母上方加装管径300 mm的均压环相结合这一合理的屏蔽方式。该屏蔽方式明显改善了管母末端的电场分布,使管母高压电抗器侧末端附近的场强最大值降低至1 390 V/mm,较原结构场强最大值降低了44.4%,满足局部控制场强的要求,有效抑制了管母末端的电晕放电。研究方法已经成功应用于特高压交流长治站中,并对类似结构电力设备的设计具有借鉴意义。     

交流特高压晋东南变电站1 100 kV GIS 接地系统设计

在我国特高压交流试验示范工程中,晋东南1 000 kV变电站采用的1 100 kV 气体绝缘金属封闭开关设备（gas insulated metal-enclosed switchgear,GIS）,为世界上首次投入商业运行的特高压交流GIS。该设备的接地系统设计,因其电压高、容量大而具有新的特点,结合施工条件提出了设置辅助地网的概念。通过对GIS的结构布置、接地点数目和可能通过的工频短路电流、雷电冲击电流和特高频电流大小的分析计算,最终确定了辅助地网网格大小。     

特高压交流变电站无功补偿装置直接接入500 kV母线方案研究

针对1 000 kV特高压交流变电站主变低压侧无功分组多、占地面积大带来的工程站址场地选择受限等问题,提出将无功补偿装置直接接入500 kV母线的设计方案。对无功补偿装置直接接入500 kV母线的各种接线方式进行了对比分析,调研了设备供货能力,研究了布置方案,进行了全寿命周期的对比分析。结果表明,该方案不仅可以起到提高单组电容器、电抗器容量,减少无功补偿设备占地面积的作用,还可降低能耗。     

一起220 kV变电站126 kV GIS母线故障原因分析

针对某220 kV变电站126 kV GIS母线故障进行SF6气体分解,根据解体及试验结果分析事故原因,并制定相应措施。结果表明,126 kV GIS电流互感器导体与连接触座接触不良,导致发热拉弧,最终对地放电是本次故障的直接原因,触指弹簧质量问题为间接原因。为避免同类型故障再次发生,对GIS设备出厂、现场安装及运行维修等提出建议及措施。     

某330 kV变电站110 kV GIS母线故障原因分析

针对一起330 kV变电站110 kV GIS母线的故障原因进行分析,通过故障后的现场试验,并对故障气室进行开盖检查及返厂后的设备打磨和出厂试验,验证故障的主要原因是母线气室内存在异物。从GIS设备出厂、现场安装及投运后的运行情况提出了防范措施。     

交流特高压晋东南变电站1100 kV GIS设备的现场安装管理

晋东南变电站采用1 100 kV 气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated switchgear,GIS),这在世界上投入商业运行的输变电工程中属首次。该设备被拆分成108个单元,运输到现场再进行无尘对接,因此确保设备现场顺利安装十分重要。文章介绍了GIS设备现场安装管理涉及的主要事项,如安装分工、现场环境要求、安装技术准备、施工组织、仪器机具要求、试验等;提出了保洁施工方法,对安装区域采取封闭管理、对接工作面安装防尘房,元件对接采用三维精确定位。通过这些有效的控制管理措施使得安装工作顺利进行,保证了安装质量,为交流特高压工程的成功投运提供了保障。     

特高压交流线路故障谐波分析

针对特高压线路典型分布参数特性,利用现代信号处理方法-最小二乘矩阵束法实时分析故障电流谐波。以1000 kV电压等级的输电线路为模型,用EMTP仿真建模,给出了最小二乘矩阵束法分析线路中间和末端发生单相接地和三相短路时的故障信号中的自由分量衰减特征。仿真结果表明,最小二乘矩阵束法以衰减指数函数为模型,能够快速、准确地计算出故障信号中的频率分布、相应的频率衰减时间常数以及含量。同时也给出了电科院1000 kV的动模波形和EMTP仿真波形的结果比较。动模分析结果表明,仿真模型合理,该方法很适合于暂态谐波分析,为分析暂态量对保护的影响提供指导意义。     

某330kV变电站363kV GIS设备母线故障原因分析

介绍一起GIS母线故障发生经过,通过故障原因分析,从设备安装方面提出应吸取的教训和防范建议。     

变电站GIS母线高频振动响声研究

某变电站GIS在带电调试期间,母线产生高频振动响声.对存在高频振动响声的带电GIS母线分别在无任何措施、刷阻尼涂料及增加抱箍的方式下进行试验研究,通过试验测试发现,振动信号的主频率约2879.7 Hz,在100 Hz频率处的振动加速度相对较小.通过仿真计算分析,推断母线筒产生高频振动响声的原因为:母线筒存在约2879.7 Hz的固有频率,这种固有频率的模态振型为典型的整体膨胀收缩,母线加载电压产生交变的电场力,电场力的激励频率与母线筒的固有频率吻合,产生高频振动响声.     

一起220 kV变电站GIS母线故障分析

针对一起220 kV变电站GIS母线故障,通过查阅保护动作,开展SF6气体分解产物、绝缘电阻试验,确定具体故障位置,进而开箱查出支柱绝缘子放电击穿是造成本次故障的直接原因。通过工艺文件及模拟试验证实绝缘子紧固件未按对角循环紧固,在长期电动力的作用下发生内部放电,是本次故障的根本原因。     

变电站母线电量平衡分析法及应用

以变电站母线电量平衡分析法在计量差错中应用为例,介绍母线电量平衡分析法的基本原理,通过一典型实例,结合远程抄表系统对由于计量差错造成变电站母线电量不平衡率超标进行快速分析。方法简单,在实际应用中具有良好效果。     

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。     

特高压GIS变电站雷电过电压防护研究

为综合研究避雷器配置方案对特高压GIS变电站雷电侵入波防护的经济性以及可靠性的影响,通过将某1 000 kV特高压GIS变电站进线段和变电站视为一体化模型,考虑雷击点、雷击方式、地面倾角等因素,采用国际通用暂态程序ATP-EMTP对不同避雷器配置方案、不同运行方式下变电站主要设备上雷电侵入波过电压进行计算研究。仿真结果表明:进线侧高抗和互感器共用一组避雷器、主变安装一组避雷器可以满足设备绝缘裕度要求,但保护裕度较低,可通过进线段优化进一步提高保护裕度;由于架空线路与GIS波阻抗的不对等而形成的过电压波的复杂折反射问题,雷击引起主变处过电压超过高压套管处过电压;相同条件下绕击出现概率以及在主变上产生的过电压幅值相对反击均较高;绕击上相导线产生过电压更加危险。因此,建议后续研究重视绕击防护。研究结果可为该站避雷器配置方案提供重要依据,对后续新建特高压交流变电站雷电过电压防护具有重要指导意义。