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。     

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。     

特高压气体绝缘开关设备中特快速瞬态过电压特性的试验研究

气体绝缘开关设备（gas insulated switchgear,GIS）中隔离开关操作产生的特快速瞬态过电压（very fast transientovervoltage,VFTO）会影响电气设备的安全运行,随着系统电压等级的提高,该影响会越来越严重,在特高压系统中尤为突出。为掌握特高压GIS的VFTO特性,在特高压GIS设备的VFTO试验回路进行了大规模GIS隔离开关操作试验,并对VFTO测量结果进行了统计分析。研究得到了VFTO全过程波形的波形特征、击穿次数、频率成份和残余电压分布,单次击穿波形的波形特征和振荡系数分布,及预充/不预充直流电压下的VFTO幅值特性,揭示了隔离开关加装阻尼电阻对VFTO的抑制作用。所获得的特高压GIS中的VFTO特性为进一步研究VFTO仿真和绝缘配合等提供了依据。     

特高压泉城站1000kV GIS VFTO仿真研究

GIS变电站隔离开关的操作会产生特快速瞬态过电压(VFTO),可能损害一次设备的绝缘,并可能对二次回路引起电磁干扰。针对特高压泉城站1000 kV GIS隔离开关操作产生的VFTO进行了仿真,确定了VFTO水平,提出了抑制措施。     

550kV GIS电站VFTO研究

结合中国某550 kV GIS电站,对550 kV隔离开关操作引起的VFTO进行了数值仿真分析,计算结果表明该电站550 kV隔离开关操作引起的VFTO不会对550 kV GIS的绝缘性能造成破坏,为运行调度人员操作隔离开关提供了理论参考,同时也为后续550 kV变压器在VFTO作用下的绝缘可靠性分析提供了输入数据。     

分段电阻电弧模型下快速暂态过电压仿真及其对断路器中并联电容器的影响

超高压与特高压输电系统中,GIS及其相连设备容易受到操作隔离开关所引起的快速暂态过电压(VFTO)造成的绝缘威胁,而在VFTO的计算过程中,GIS设备模型的选取直接影响计算结果的准确程度,其中隔离开关的电弧模型尤为重要.首先从GIS本体结构出发,根据分布参数理论与电弧的动态物理过程,以及目前常用的两种电弧模型,提出了分段式电阻电弧模型,并结合某550kV GIS实际线路,利用Fortran语言和Matlab软件详细计算了三种电弧模型下GIS内部的VFTO,结果表明分段电阻电弧模型能够准确地模拟隔离开关电弧的物理过程,对于VFTO的数值计算与特性分析是实用的.其次,针对上述550kV GIS中由于隔离开关操作故障引起断路器并联电容器爆炸的事故,研究了断路器内部VFTO的分布情况,结果表明VFTO在双断口断路器两个并联电容上的分布存在差异,长时间的VFTO作用下,并联电容受到了热击穿的威胁.     

避雷器对GIS中快速暂态过电压的影响

本文采用EMTP软件对GIS中隔离开关操作时产生的快速暂态过电压(VFTO)进行仿真,研究避雷器对VFTO的抑制作用.对国内某550kV GIS水电站隔离开关4种操作方式下产生的VFTO进行计算和分析,优化选取避雷器在GIS内部母线上的安放位置.计算结果表明了,正常工作情况下,对于GIS内部由于隔离开关操作引起的VFT...     

低电压法现场测量GIS隔离开关操作VFTO

介绍在GIS现场采用低电压法测量550 kV GIS隔离开关操作VFTO(特别快速暂态过电压)的试验过程,测试结果用于验证EMTP数值计算参数的选取并修正,使550 kV GIS隔离开关操作VFTO波形和幅值的预测更为精确,指导和验证隔离开关重击穿燃弧时对地放电防治的设计。提出了推广在GIS现场安装后采用低电压法测量VFTO的建议,用于校验隔离开关设计、GIS及变压器等绝缘配合。     

VFTO对就地化保护装置的影响分析及改进措施

为解决变电站中特高压气体绝缘金属封闭开关设备GIS(gas insulated switchgear)快速瞬态过电压VFTO(very fast transient over-voltage)对保护装置就地化影响的问题,本文定性分析了GIS操作隔离开关产生的VFTO机理,通过ATP-EMTP仿真定量计算了VFTO幅值及分布规律,提出了采用改善一次系统和二次防护配合的方法以降低系统VFTO,提高二次系统的抗干扰能力。一次系统通过增加隔离开关分合闸阻尼电阻、加强接地、降低母线高度降低波阻抗、增加隔离开关分合闸速度等方法降低系统VFTO水平;二次系统通过加强信号防护及电源滤波、优化机箱结构设计与屏蔽设计、将就地装置布置在干扰较低的位置等方法提高二次系统的可靠性。为保护装置就地化可靠运行提供了有效的解决措施。     

550kV GIS站VFTO计算及抑制方法研究

VFTO对设备的危害随着额定电压的提高而增大,超特高压VFTO的抑制对保障GIS变电站设备安全运行起到重要作用。文中提出一种阻尼母线的设计思想,该阻尼母线由镂空螺线管及与之并联的电阻组成,在工频下,对母线的绝缘性能、通流能力及力学性能不造成影响,在高频下,行波电流在电感端形成高电压,其两端阻尼电阻可在高压作用下吸收行波能量。文中建立某550kV典型GIS站VFTO计算模型,分别对该550kV GIS变电站检修转运行8种情况的40种操作方式下变电站各主要节点VFTO情况进行分析,得到隔离开关操作产生最大VFTO的分布图。依据最大VFTO幅值分布情况加装阻尼母线,经计算,由隔离开关操作产生的高幅值VFTO次数显著减少,整站VFTO最大幅值由3.0 p.u.降低至2.2 p.u.而将母线Ⅰ右端出现的3.0 p.u.的幅值降低至了1.4 p.u.。研究结果表明:阻尼母线可有效降低VFTO幅值及频率,对降低由于VFTO造成的GIS内部设备、外部连接设备以及二次设备的安全问题有显著效果。     

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...     

750 kV变电站GIS设备VFTO特性研究

目前针对特快速暂态过电压（very fast transient overvoltage,VFTO）特性的研究多集中在微观领域,利用已有成果从变电站运行方式等宏观方面对VFTO进行研究具有重要意义。以宁夏沙湖750 kV变电站为例,利用ATP-EMTP仿真软件建立动态电弧模型,详细分析和对比了运行方式及倒闸顺序对VFTO的影响,并对并联电阻抑制VFTO效果进行了校验,仿真结果表明：VFTO幅值不仅与运行方式有关,还与倒闸顺序相关;若仅从幅值角度考虑,VFTO对GIS内部和变压器绕组绝缘并无较大威胁。为750 kV GIS设备研制和变电站运行提供了有益的参考和依据。     

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.     

750 kV官亭变电站GIS特快速暂态过电压测试

官亭变电站GIS中的特快速暂态过电压（Very Fast Transient Overvoltage, VFTO）测试是自西北750 kV输变电示范工程2005年9月投产以来,国内首次对750 kV GIS中的隔离开关进行正常带电拉合操作试验。通过本次测试,获得了大量的实测数据和典型波形,为全面掌握750 kV GIS中的VFTO特性打下了基础。对官亭变电站750 kV GIS中VFTO现场测试的相关情况和主要结论进行概述,并针对750 kV GIS中隔离开关的倒闸操作方式提出了建议。     

隔离开关不同操作方式产生的快速暂态过电压

超高压GIS内开关操作引起的快速暂态过电压严重威胁了电力系统运行的安全性.笔者针对某550 kVGIS,建立了仿真模型并确定了相关参数,研究了多种运行方式、隔离开关不同操作条件下GIS内部各节点的快速暂态过电压,得到了操作顺序对过电压的影响规律,同时分析了隔离开关并联电阻对快速暂态过电压的抑制作用.结果表明,隔离开关分...     

550 kV GIS变电站中VFTO仿真计算及抑制措施

在气体绝缘变电站GIS(gas insulated substation)中,隔离开关进行分合母线时引起的特快速暂态过电压VFTO(very fast transient overvoltage)威胁站内设备安全,深入认识VFTO的特点并提出适当的抑制措施对于保障GIS变电站的安全具有重要意义.选取深圳某550 kV ...     

2.5MV特快速瞬态过电压发生器

气体绝缘开关设备（gas insulated switchgear,GIS）以其占地面积少、密封性好,受环境影响小,运行可靠、维修周期长等优点在中国电网中得到了广泛应用。在330kV以上电压等级的系统中,开关动作产生的特快速瞬态过电压（very fast transient overvoltage,VFTO）对系统有很大危害。为满足特高压GIS中VFTO的模拟,利用6MV敞开式冲击电压发生器与陡化装置结合的方法,研制出一种模拟VFTO产生的装置。通过增加GIS母线长度来补偿回路固有电感的影响,以及通过控制陡化间隙的击穿电压来控制输出电压幅值,使该装置可以输出幅值为2.5MV、高频振荡达到35 MHz的电压波,能够满足特高压试验对VFTO模拟的要求。采用外加积分器方式,制作了一种锥形电容传感器来测量该装置产生的电压波,测试结果表明该电容传感器可以满足试验的要求。     

500kV GIS开关站快速暂态过电压计算及对主变的影响

采用电磁暂态仿真软件EMTP程序仿真计算了福清核电500 kV GIS开关站隔离开关操作时产生的快速暂态过电压。重点计算分析了VFTO对主变绝缘的影响,结果表明,500 kV充油电缆对VFTO的传播具有抑制作用,降低了对主变的影响。并指出安装发电机出口断路器后,采用合理的操作方式,能有效地消除投切主变时产生的VFTO危害。     

特高压气体绝缘开关设备特快速瞬态过电压的试验回路研究

为研究特高压气体绝缘开关设备（gas insulatedswitchgear,GIS）中的特快速瞬态过电压（very fast transientovervoltage,VFTO）规律,需要建立全尺寸的真型模拟试验回路。计算了1000kV GIS变电站和模拟试验回路在不同接线方式下的VFTO,指出1000kV GIS的VFTO模拟试验回路宜带有分支母线,比国家标准和IEC标准规定的无分支母线的简单试验回路更严格,从而提出新的VFTO试验回路,并推荐了测点布置方案和试验隔离开关型式。对所建成的VFTO试验回路进行试验,结果表明：无论是从VFTO实测波形还是从统计规律上看,试验回路均达到了设计的预期,对研究VFTO的特性发挥了重要作用。