750kVGIS變電站特快速暫態(tài)過(guò)電壓實(shí)測(cè)

gis變電站中開(kāi)關(guān)操作引起的快速暫態(tài)過(guò)電壓易對(duì)高壓設(shè)備特別是變壓器產(chǎn)生威脅,針對(duì)此問(wèn)題,采用emtp/atp對(duì)500kv變電站進(jìn)行建模計(jì)算,為提高計(jì)算精度,隔離開(kāi)關(guān)燃弧采用動(dòng)態(tài)電弧模型,為分析vfto對(duì)變壓器匝間絕緣的影響,變壓器繞組采用等效電路模型。計(jì)算比較了變壓器側(cè)開(kāi)關(guān)操作和母線帶電時(shí)母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)操作產(chǎn)生的vfto幅值、波形和頻譜,并評(píng)估vfto對(duì)設(shè)備主絕緣的威脅,結(jié)果表明母線帶電時(shí)母線側(cè)開(kāi)關(guān)操作在開(kāi)關(guān)設(shè)備上產(chǎn)生的vfto較為嚴(yán)重;同時(shí)計(jì)算了變壓器繞組內(nèi)vfto的分布,結(jié)果表明,高頻電壓主要集中在繞組入口近端線餅和線匝上,1至2匝間電壓最大,占入口電壓的5.9%。

官亭變電站gis中的特快速暫態(tài)過(guò)電壓(veryfasttransientovervoltage,vfto)測(cè)試是自西北750kv輸變電示范工程2005年9月投產(chǎn)以來(lái),國(guó)內(nèi)首次對(duì)750kvgis中的隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行正常帶電拉合操作試驗(yàn)。通過(guò)本次測(cè)試,獲得了大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和典型波形,為全面掌握750kvgis中的vfto特性打下了基礎(chǔ)。對(duì)官亭變電站750kvgis中vfto現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的相關(guān)情況和主要結(jié)論進(jìn)行概述,并針對(duì)750kvgis中隔離開(kāi)關(guān)的倒閘操作方式提出了建議。

應(yīng)用電磁暫態(tài)計(jì)算程序(thealternativetransientprogram-electormagnetictransientprogram,atp/emtp),將雷電模型、變電站各元件的計(jì)算模型和進(jìn)線段相結(jié)合來(lái)研究雷電侵入波對(duì)變電站和桿塔的影響。為此介紹了雷電模型和變電站各元件的計(jì)算模型,并通過(guò)計(jì)算雷電侵入波的雷電流、雷電壓,分析了變電站各雷擊點(diǎn)或桿塔的防雷效果,指出了最嚴(yán)重的系統(tǒng)運(yùn)行方式和桿塔布置情況。以新立變電站為例,準(zhǔn)確地計(jì)算出變電站內(nèi)各種設(shè)備的過(guò)電壓值,并提出防止過(guò)電壓的措施。

快速暫態(tài)過(guò)電壓對(duì)1000kvgis設(shè)備的危害性比對(duì)500kv及以下的系統(tǒng)要大得多,必須引起足夠的重視。使用emtp軟件,仿真分析了晉東南特高壓gis變電站本期單母一回出線一回主變運(yùn)行工況下,操作出線隔離開(kāi)關(guān)和變壓器側(cè)隔離開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的vfto波形和幅值。在不采取限制措施的情況下,gis本體最高vfto達(dá)2.09pu。研究了隔離開(kāi)關(guān)加裝并聯(lián)電阻后vfto的抑制情況,分析了并聯(lián)電阻接入時(shí)間與vfto最大值和并聯(lián)電阻吸收能量的關(guān)系。當(dāng)加裝500ω并聯(lián)電阻后,vfto最大值下降到1.30pu,抑制效果理想。

根據(jù)實(shí)際gis系統(tǒng)結(jié)構(gòu),利用atp-emtp電磁暫態(tài)程序?qū)θN不同的快速暫態(tài)過(guò)電壓(vfto)防護(hù)措施的作用效果進(jìn)行了仿真分析,即隔離開(kāi)關(guān)加裝并聯(lián)電阻、主變?nèi)肟谇凹友b并聯(lián)電容器和主變?nèi)肟谇凹友b串聯(lián)阻波器。仿真結(jié)果表明,三種措施中隔離開(kāi)關(guān)加裝并聯(lián)電阻的防護(hù)效果最為明顯,不僅能夠大幅度降低gis電站中的vfto幅值,同時(shí)還能明顯減小vfto的波前陡度,抑制vfto的威脅;主變?nèi)肟谇凹友b并聯(lián)電容器有一定的防護(hù)效果,但作用不如隔離開(kāi)關(guān)加裝并聯(lián)電阻明顯;主變?nèi)肟谇凹友b串聯(lián)阻波器對(duì)減小傳入主變繞組的vfto波前陡度有較好的作用,但阻波器本身將承受幅值很高的陡波前過(guò)電壓,同時(shí)還會(huì)給gis電站引入高頻諧波,不能作為防護(hù)vfto的措施。

闡述了變電站內(nèi)各元件的計(jì)算模型和絕緣子串的閃絡(luò)機(jī)理。通過(guò)電磁暫態(tài)計(jì)算模型(emtp),將變電站和進(jìn)線段結(jié)合起來(lái),對(duì)雷電侵入波進(jìn)行系統(tǒng)的計(jì)算和研究。以新立變電站為例,準(zhǔn)確計(jì)算出變電站內(nèi)各過(guò)電壓值,并提出防止過(guò)電壓的措施。對(duì)多種不同的運(yùn)行方式進(jìn)行計(jì)算比較,得出最佳運(yùn)行方式。

提出一種應(yīng)用pockles效應(yīng)的特快速暫態(tài)過(guò)電壓（vfto）光學(xué)測(cè)量方法。通過(guò)光學(xué)敏感頭感應(yīng)一次vfto信號(hào),并將電壓的變化信息通過(guò)光纜傳輸至電氣單元進(jìn)行解析,最終得到實(shí)際電壓。該傳感器采用光學(xué)測(cè)量方式,具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)量精度高、測(cè)量頻帶寬的優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)制作的新型光學(xué)傳感器的低頻截止頻率低于10hz,高頻截止頻率高于1ghz。對(duì)隔離開(kāi)關(guān)操作所引發(fā)的vfto進(jìn)行了測(cè)量試驗(yàn),通過(guò)同步觸發(fā)裝置同時(shí)采集兩側(cè)安裝的光學(xué)傳感頭和電容式傳感頭信號(hào),對(duì)比驗(yàn)證了vfto光學(xué)測(cè)量方法的可行性。試驗(yàn)結(jié)果表明：光學(xué)測(cè)量方式與電容式測(cè)量方式均反映了刀閘分合閘的過(guò)程,2種方式的分合閘持續(xù)時(shí)間測(cè)量結(jié)果吻合較好;電容式測(cè)量方式測(cè)得的vfto振蕩幅度明顯小于光學(xué)方式的測(cè)量結(jié)果,光學(xué)測(cè)量方式在高頻段性能要優(yōu)于電容式測(cè)量方式。

提出一種應(yīng)用pockles效應(yīng)的特快速暫態(tài)過(guò)電壓(vfto)光學(xué)測(cè)量方法.通過(guò)光學(xué)敏感頭感應(yīng)一次vfto信號(hào),并將電壓的變化信息通過(guò)光纜傳輸至電氣單元進(jìn)行解析,最終得到實(shí)際電壓.該傳感器采用光學(xué)測(cè)量方式,具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)量精度高、測(cè)量頻帶寬的優(yōu)點(diǎn).設(shè)計(jì)制作的新型光學(xué)傳感器的低頻截止頻率低于10hz,高頻截止頻率高于1ghz.對(duì)隔離開(kāi)關(guān)操作所引發(fā)的vfto進(jìn)行了測(cè)量試驗(yàn),通過(guò)同步觸發(fā)裝置同時(shí)采集兩側(cè)安裝的光學(xué)傳感頭和電容式傳感頭信號(hào),對(duì)比驗(yàn)證了vfto光學(xué)測(cè)量方法的可行性.試驗(yàn)結(jié)果表明:光學(xué)測(cè)量方式與電容式測(cè)量方式均反映了刀閘分合閘的過(guò)程,2種方式的分合閘持續(xù)時(shí)間測(cè)量結(jié)果吻合較好;電容式測(cè)量方式測(cè)得的vfto振蕩幅度明顯小于光學(xué)方式的測(cè)量結(jié)果,光學(xué)測(cè)量方式在高頻段性能要優(yōu)于電容式測(cè)量方式.

500kVGIS變電站雷擊進(jìn)線段塔頂雷電過(guò)電壓的仿真研究

隨著全封閉氣體絕緣組合開(kāi)關(guān)(gis)運(yùn)行電壓和sf6氣壓的提高,因隔離開(kāi)關(guān)操作引起的快速暫態(tài)過(guò)電壓(vfto)也日益明顯和嚴(yán)重,引起與gis相連的主變故障及其他問(wèn)題。文中分析了vfto對(duì)gis造成絕緣損害和變壓器繞組擊穿的原因;根據(jù)三峽電站500kvgisvfto的仿真計(jì)算情況,提出了機(jī)組停機(jī)備用時(shí)防止主變?cè)馐躹fto危害的措施。

gis隔離開(kāi)關(guān)投切空載母線時(shí)能夠產(chǎn)生特快速暫態(tài)過(guò)電壓vfto;真空開(kāi)關(guān)投切電感性負(fù)載時(shí)能夠產(chǎn)生重燃過(guò)電壓。這些快速暫態(tài)過(guò)電壓具有很高的變化陡度,能夠在電力設(shè)備絕緣上不均勻分布,產(chǎn)生嚴(yán)重危害。提出了強(qiáng)化集膚效應(yīng)抑制快速暫態(tài)過(guò)電壓的方法,它是在導(dǎo)電桿上套上高頻磁環(huán)串,再在磁環(huán)串外套上電阻筒,由此構(gòu)成同軸結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生強(qiáng)化的集膚效應(yīng),工頻電流頻率較低,主要通過(guò)導(dǎo)電桿,受磁環(huán)和電阻的影響很小;快速暫態(tài)過(guò)電壓頻率很高,受高頻磁環(huán)的影響顯著,被迫通過(guò)外層電阻,從而產(chǎn)生幅值和陡度的衰減。通過(guò)模擬試驗(yàn)表明,這一方法對(duì)快速暫態(tài)的抑制效果顯著。

2.1電氣部分 2.1.1變電站規(guī)模 （1）本期建設(shè)2臺(tái)220kv、240mva變壓器，最終規(guī)模3臺(tái)220kv、 240mva三相三繞組變壓器； （2）220kv出線，本期4回，遠(yuǎn)景6回； （3）110kv出線，本期4回，遠(yuǎn)景12回； （4）35kv出線，本期6回，遠(yuǎn)景8回； （5）無(wú)功補(bǔ)償，本期裝設(shè)6×1.0萬(wàn)千乏電容器，電容器電抗率 按3組5%、3組12%考慮；遠(yuǎn)景按裝設(shè)9組電容器預(yù)留場(chǎng)地，電容器 串聯(lián)電抗率按12%的位置預(yù)留。 2.1.2電氣主接線及主要電氣設(shè)備選擇 采用國(guó)網(wǎng)a1-1方案，根據(jù)系統(tǒng)要求，對(duì)通用設(shè)計(jì)電氣主接線進(jìn) 行調(diào)整。 2.1.2.1電氣主接線 220kv本期采用雙母線接線，遠(yuǎn)景采用雙母線接線。 110kv本期采用單母線分段接線，設(shè)分段斷路器，裝設(shè)2組母線 設(shè)備，遠(yuǎn)景單母線三分段接線。 35kv本期采用單母線

為深入研究重復(fù)擊穿過(guò)程的發(fā)生規(guī)律,研究隔離開(kāi)關(guān)特性對(duì)重復(fù)擊穿過(guò)程的影響,改進(jìn)隔離開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì),完善特快速暫態(tài)過(guò)電壓(vfto)評(píng)估方法,采用1100kv氣體絕緣組合電器(gis)試驗(yàn)回路,對(duì)gis隔離開(kāi)關(guān)分閘和合閘空載短母線所產(chǎn)生的觸頭間隙重復(fù)擊穿和vfto進(jìn)行了試驗(yàn)研究。鑒于重復(fù)擊穿過(guò)程的隨機(jī)性,進(jìn)行了約500次分合閘操作試驗(yàn),統(tǒng)計(jì)獲得了被試隔離開(kāi)關(guān)在分合閘操作中的觸頭間隙擊穿電壓隨觸頭間隙形成時(shí)間的變化關(guān)系,試驗(yàn)隔離開(kāi)關(guān)的分閘操作末次殘余電壓基本是以-0.44倍工頻電壓幅值為期望,0.037倍工頻電壓幅值為方差的正態(tài)分布,合閘操作中的首次擊穿工頻相位主要集中在50°～90°。基于試驗(yàn)結(jié)果,分析了觸頭間隙重復(fù)擊穿的發(fā)生規(guī)律及對(duì)vfto的影響,給出了重復(fù)擊穿隨機(jī)過(guò)程終止的條件。

近日,西北電網(wǎng)公司在750kv示范工程官亭變電站,成功進(jìn)行了國(guó)內(nèi)首次750kvgis設(shè)備快速暫態(tài)過(guò)電壓(vfto)測(cè)試,全面檢驗(yàn)了750kvgis電氣主設(shè)備承受vfto沖擊的能力,為750kvgis設(shè)備調(diào)度、操作和運(yùn)行維護(hù)

750kV特高壓GIS隔離開(kāi)關(guān)特快速暫態(tài)過(guò)電壓(VFTO)的危害及預(yù)防

特快速暫態(tài)過(guò)電壓(vfto)是危及全封閉氣體絕緣組合電器(gis)及變壓器絕緣的一種電磁暫態(tài)現(xiàn)象。為了獲取三峽電站的vfto的幅值和頻率等特性參數(shù),考驗(yàn)vfto是否超過(guò)變壓器的絕緣水平,介紹了三峽電站gis通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)操作產(chǎn)生并測(cè)量vfto的波形現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法、試驗(yàn)接線及操作步驟。試驗(yàn)采用電容耦合式傳感器獲取變壓器的vfto波形,分析了3種典型運(yùn)行方式下的vfto幅值差異,提出了減小vfto對(duì)變壓器絕緣影響的措施。試驗(yàn)結(jié)果的vfto最高電壓達(dá)1127kv,小于500kv變壓器的雷電沖擊耐受電壓,表明vfto不會(huì)造成三峽電站變壓器絕緣損壞。

氣體絕緣變電站(gis)愈來(lái)愈多地應(yīng)用于電力系統(tǒng)中,gis運(yùn)行電壓等級(jí)提高,使隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)和斷路器的操作引起的快速暫態(tài)過(guò)電壓嚴(yán)重,對(duì)運(yùn)行安全的危害很大。對(duì)快速暫態(tài)過(guò)電壓產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行分析,建立等值模型并進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。對(duì)gis內(nèi)部快速暫態(tài)過(guò)電壓的研究,在電氣工程中具有重要意義。

通過(guò)建立各部件的模型,對(duì)gis在隔離開(kāi)關(guān)切合小電容電流時(shí)產(chǎn)生的vfto進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,并對(duì)其影響因素進(jìn)行了分析討論。

過(guò)電壓,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),是指電力系統(tǒng)在運(yùn)作過(guò)程中,有些電壓出現(xiàn)升高的情況,高出設(shè)備的最大工頻運(yùn)行電壓值,過(guò)電壓造成的后果非常嚴(yán)重,不僅對(duì)設(shè)備造成損壞,而且導(dǎo)致斷電問(wèn)題不能在第一時(shí)間得到解決,使得人們的生命財(cái)產(chǎn)安全受到傷害。為了確保電力系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)故障,相關(guān)部門(mén)要積極采取防護(hù)措施。本文仔細(xì)分析變電站過(guò)電壓及防護(hù)措施,以供大家參考。

變電站是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要組成部分，其運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性對(duì)于供電質(zhì)量具有決定性作用。目前，在我國(guó)變電站運(yùn)行中，由于多種原因的影響，過(guò)電壓導(dǎo)致的故障頻繁發(fā)生，嚴(yán)重威脅了變電站的安全運(yùn)行。因此，為了提高變電站的安全運(yùn)行，就必須采取有效的措施進(jìn)行防護(hù)?；诖?，對(duì)變電站過(guò)電壓?jiǎn)栴}及其防護(hù)措施進(jìn)行了分析。

分析超高壓變電站二次系統(tǒng)遭受雷擊的主要途徑,并介紹了其損害機(jī)理。在這些機(jī)理基礎(chǔ)上,針對(duì)雷電波不同途徑入侵二次設(shè)備的情形,建立了等效模型,并進(jìn)行了初步計(jì)算。以南方某500kv變電站電磁環(huán)境為例進(jìn)行了建模,運(yùn)用電磁暫態(tài)過(guò)電壓軟件(atp)進(jìn)行了仿真分析,得到如下結(jié)論:變電站二次系統(tǒng)線路中串接防雷模塊后,電子設(shè)備兩端的電壓能快速減小到1v左右;在接地阻抗較大和變電站電磁環(huán)境較強(qiáng)的環(huán)境中,電子器件和通訊設(shè)施兩端的電壓遠(yuǎn)大于承受電壓。最后針對(duì)目前500kv變電站防雷措施,提出了一些改進(jìn)意見(jiàn)。

分析了一起雷電波入侵電纜造成護(hù)套保護(hù)器損壞的原因,運(yùn)用atp-emtp搭建了雷電侵入波作用下架空線與電纜相連(包括母線側(cè)的各種電器設(shè)備)的簡(jiǎn)化模型。通過(guò)仿真計(jì)算,電纜護(hù)層末端接地和首端直接接地兩種接地形式下的過(guò)電壓分別為10kv和9.3kv,選出適合的國(guó)產(chǎn)保護(hù)器型號(hào)為y5wc-5/13.5。