VFTO仿真中隔离开关电弧模型研究*

对目前常用的电弧模型(包括理想开关模型、定值电阻模型、时变电阻模型、黑盒模型及火花电阻模型)进行了总结,阐述了各模型原理及数学模型,同时分析了各模型的优缺点。基于IEC典型隔离开关操作回路,对上述电弧模型进行了ATP-EMTP仿真分析,得出不同电弧模型对负载侧电压峰值、电流峰值、VFTO陡度及VFTO持续时长的影响规律。计算结果表明,若仅考虑VFTO峰值与陡度,则指数模型能以简单的模型计算出较为一致的结果;若考虑电弧多次重击穿,则分段电弧模型更符合电弧的发展机理。     

多重雷击下多级避雷器配置优化研究

短时间内的多重雷击易使避雷器吸收的能量超过其极限热容量,考虑在进线段杆塔上安装多级避雷器以减少单个避雷器的能量吸收。为提高避雷器能量吸收效率,保证电力系统稳定性,以多级避雷器为对象,使用PSCAD建立了典型500 kV线路模型,研究了不同线路结构、雷电参数对单个避雷器最大吸收能量的影响,并对避雷器配置方法进行了优化。结果表明安装3柱以上避雷器时对减小能量吸收的作用不大;避雷器能量吸收主要受雷电参数的影响,受线路结构参数的影响可以忽略;不考虑并联避雷器的电流分布差异性时,将3柱避雷器安装在一级杆塔上的优先级最高。工程上可以采用安装多级避雷器的方法减小单柱避雷器的能量吸收,安装数目不宜超过3个。     

考虑时变间隙电容的隔离开关VFTO过程仿真

在气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)隔离开关动作时,隔离开关触头间隙电容量会随着触头移动而发生很大变化。利用Ansys Maxwell计算了1100 k V隔离开关间隙电容,动触头对地电容以及静触头对地电容。基于Bergeron法,推导了时变电容的迭代公式,利用ATP-EMTP中TACS/MODEL,在ATP-EMTP中实现了时变间隙电容C(t)。通过两个例子,验证了时变电容模型的正确性。利用时变电容模型,研究了时变间隙电容模型下VFTO全过程特性。仿真结果表明:相较于电阻电感模型和定值间隙电容模型,考虑时变间隙电容的模型对VFTO的幅值以及击穿时刻均会有较大影响。由于时变间隙电容C(t)考虑了全过程下间隙电容实际变化,其结果更加可靠,在一定程度上提升了VFTO仿真精度。     

基于二次时间信息的断路器操动机构状态预警方法研究北大核心CSCD

高压断路器操动机构缺陷可能引起断路器拒动或误动,造成电网故障不能及时隔离,严重影响电网运行可靠性,因此机构故障预警技术一直是高压电器科学领域的热点难点问题。文中基于断路器机构辅助开关及继电保护信息与机构分合闸过程的关联性,提出了一种基于二次信息的断路器分合闸异常预警方法。通过对同厂家同型号断路器设备历史动作的二次数据统计与分析,提出了基于“3⁃sigma法则”的二次数据定级方法。根据分级数据回溯缺陷断路器的历史数据,发现了一起合闸时分合位时间差由注意偏差增长至严重偏差,并发生拒合故障的案例,印证了方法的有效性。然而,开关二次数据受一二次设备的共同影响,如何分离两者的影响,并提高该方法在断路器异常预警时的准确率,这仍需开展更深入的研究。     

基于雷击故障辨识的110 kV输电线路故障巡线策略

雷击是造成输电线路故障的最主要因素之一,为了减轻频繁雷击故障带来的繁重巡检任务,该文提出一种基于雷击故障辨识的巡线策略。首先,测试常用类型绝缘子受雷击冲击后的耐压特性,发现雷击后绝缘子具有无明显下降的绝缘性能特征,为巡线策略的可行性提供试验基础;然后,基于故障行波时域和频域的波形特征,研究线路雷击故障类型的辨识方法;最后,结合试验和理论研究验证该文所提方法的可行性。在湖南某110kV输电线路故障后,利用该文所述方法确定该线路为瞬时性雷击故障,无需巡线,有效降低了巡线成本。该文所提巡线策略可在保证供电可靠性的同时,有效减少巡检工作量,为输电线路运维工作提供基础数据和方法指导。