750kVGIS变电站特快速暂态过电压实测

gis变电站中开关操作引起的快速暂态过电压易对高压设备特别是变压器产生威胁,针对此问题,采用emtp/atp对500kv变电站进行建模计算,为提高计算精度,隔离开关燃弧采用动态电弧模型,为分析vfto对变压器匝间绝缘的影响,变压器绕组采用等效电路模型。计算比较了变压器侧开关操作和母线带电时母线侧隔离开关操作产生的vfto幅值、波形和频谱,并评估vfto对设备主绝缘的威胁,结果表明母线带电时母线侧开关操作在开关设备上产生的vfto较为严重;同时计算了变压器绕组内vfto的分布,结果表明,高频电压主要集中在绕组入口近端线饼和线匝上,1至2匝间电压最大,占入口电压的5.9%。

官亭变电站gis中的特快速暂态过电压(veryfasttransientovervoltage,vfto)测试是自西北750kv输变电示范工程2005年9月投产以来,国内首次对750kvgis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750kvgis中的vfto特性打下了基础。对官亭变电站750kvgis中vfto现场测试的相关情况和主要结论进行概述,并针对750kvgis中隔离开关的倒闸操作方式提出了建议。

应用电磁暂态计算程序(thealternativetransientprogram-electormagnetictransientprogram,atp/emtp),将雷电模型、变电站各元件的计算模型和进线段相结合来研究雷电侵入波对变电站和杆塔的影响。为此介绍了雷电模型和变电站各元件的计算模型,并通过计算雷电侵入波的雷电流、雷电压,分析了变电站各雷击点或杆塔的防雷效果,指出了最严重的系统运行方式和杆塔布置情况。以新立变电站为例,准确地计算出变电站内各种设备的过电压值,并提出防止过电压的措施。

快速暂态过电压对1000kvgis设备的危害性比对500kv及以下的系统要大得多,必须引起足够的重视。使用emtp软件,仿真分析了晋东南特高压gis变电站本期单母一回出线一回主变运行工况下,操作出线隔离开关和变压器侧隔离开关产生的vfto波形和幅值。在不采取限制措施的情况下,gis本体最高vfto达2.09pu。研究了隔离开关加装并联电阻后vfto的抑制情况,分析了并联电阻接入时间与vfto最大值和并联电阻吸收能量的关系。当加装500ω并联电阻后,vfto最大值下降到1.30pu,抑制效果理想。

根据实际gis系统结构,利用atp-emtp电磁暂态程序对三种不同的快速暂态过电压(vfto)防护措施的作用效果进行了仿真分析,即隔离开关加装并联电阻、主变入口前加装并联电容器和主变入口前加装串联阻波器。仿真结果表明,三种措施中隔离开关加装并联电阻的防护效果最为明显,不仅能够大幅度降低gis电站中的vfto幅值,同时还能明显减小vfto的波前陡度,抑制vfto的威胁;主变入口前加装并联电容器有一定的防护效果,但作用不如隔离开关加装并联电阻明显;主变入口前加装串联阻波器对减小传入主变绕组的vfto波前陡度有较好的作用,但阻波器本身将承受幅值很高的陡波前过电压,同时还会给gis电站引入高频谐波,不能作为防护vfto的措施。

阐述了变电站内各元件的计算模型和绝缘子串的闪络机理。通过电磁暂态计算模型(emtp),将变电站和进线段结合起来,对雷电侵入波进行系统的计算和研究。以新立变电站为例,准确计算出变电站内各过电压值,并提出防止过电压的措施。对多种不同的运行方式进行计算比较,得出最佳运行方式。

提出一种应用pockles效应的特快速暂态过电压（vfto）光学测量方法。通过光学敏感头感应一次vfto信号,并将电压的变化信息通过光缆传输至电气单元进行解析,最终得到实际电压。该传感器采用光学测量方式,具有可靠性高、抗干扰能力强、测量精度高、测量频带宽的优点。设计制作的新型光学传感器的低频截止频率低于10hz,高频截止频率高于1ghz。对隔离开关操作所引发的vfto进行了测量试验,通过同步触发装置同时采集两侧安装的光学传感头和电容式传感头信号,对比验证了vfto光学测量方法的可行性。试验结果表明：光学测量方式与电容式测量方式均反映了刀闸分合闸的过程,2种方式的分合闸持续时间测量结果吻合较好;电容式测量方式测得的vfto振荡幅度明显小于光学方式的测量结果,光学测量方式在高频段性能要优于电容式测量方式。

提出一种应用pockles效应的特快速暂态过电压(vfto)光学测量方法.通过光学敏感头感应一次vfto信号,并将电压的变化信息通过光缆传输至电气单元进行解析,最终得到实际电压.该传感器采用光学测量方式,具有可靠性高、抗干扰能力强、测量精度高、测量频带宽的优点.设计制作的新型光学传感器的低频截止频率低于10hz,高频截止频率高于1ghz.对隔离开关操作所引发的vfto进行了测量试验,通过同步触发装置同时采集两侧安装的光学传感头和电容式传感头信号,对比验证了vfto光学测量方法的可行性.试验结果表明:光学测量方式与电容式测量方式均反映了刀闸分合闸的过程,2种方式的分合闸持续时间测量结果吻合较好;电容式测量方式测得的vfto振荡幅度明显小于光学方式的测量结果,光学测量方式在高频段性能要优于电容式测量方式.

500kVGIS变电站雷击进线段塔顶雷电过电压的仿真研究

随着全封闭气体绝缘组合开关(gis)运行电压和sf6气压的提高,因隔离开关操作引起的快速暂态过电压(vfto)也日益明显和严重,引起与gis相连的主变故障及其他问题。文中分析了vfto对gis造成绝缘损害和变压器绕组击穿的原因;根据三峡电站500kvgisvfto的仿真计算情况,提出了机组停机备用时防止主变遭受vfto危害的措施。

gis隔离开关投切空载母线时能够产生特快速暂态过电压vfto;真空开关投切电感性负载时能够产生重燃过电压。这些快速暂态过电压具有很高的变化陡度,能够在电力设备绝缘上不均匀分布,产生严重危害。提出了强化集肤效应抑制快速暂态过电压的方法,它是在导电杆上套上高频磁环串,再在磁环串外套上电阻筒,由此构成同轴结构。此结构能够产生强化的集肤效应,工频电流频率较低,主要通过导电杆,受磁环和电阻的影响很小;快速暂态过电压频率很高,受高频磁环的影响显著,被迫通过外层电阻,从而产生幅值和陡度的衰减。通过模拟试验表明,这一方法对快速暂态的抑制效果显著。

2.1电气部分 2.1.1变电站规模 （1）本期建设2台220kv、240mva变压器，最终规模3台220kv、 240mva三相三绕组变压器； （2）220kv出线，本期4回，远景6回； （3）110kv出线，本期4回，远景12回； （4）35kv出线，本期6回，远景8回； （5）无功补偿，本期装设6×1.0万千乏电容器，电容器电抗率 按3组5%、3组12%考虑；远景按装设9组电容器预留场地，电容器 串联电抗率按12%的位置预留。 2.1.2电气主接线及主要电气设备选择 采用国网a1-1方案，根据系统要求，对通用设计电气主接线进 行调整。 2.1.2.1电气主接线 220kv本期采用双母线接线，远景采用双母线接线。 110kv本期采用单母线分段接线，设分段断路器，装设2组母线 设备，远景单母线三分段接线。 35kv本期采用单母线

为深入研究重复击穿过程的发生规律,研究隔离开关特性对重复击穿过程的影响,改进隔离开关设计,完善特快速暂态过电压(vfto)评估方法,采用1100kv气体绝缘组合电器(gis)试验回路,对gis隔离开关分闸和合闸空载短母线所产生的触头间隙重复击穿和vfto进行了试验研究。鉴于重复击穿过程的随机性,进行了约500次分合闸操作试验,统计获得了被试隔离开关在分合闸操作中的触头间隙击穿电压随触头间隙形成时间的变化关系,试验隔离开关的分闸操作末次残余电压基本是以-0.44倍工频电压幅值为期望,0.037倍工频电压幅值为方差的正态分布,合闸操作中的首次击穿工频相位主要集中在50°～90°。基于试验结果,分析了触头间隙重复击穿的发生规律及对vfto的影响,给出了重复击穿随机过程终止的条件。

近日,西北电网公司在750kv示范工程官亭变电站,成功进行了国内首次750kvgis设备快速暂态过电压(vfto)测试,全面检验了750kvgis电气主设备承受vfto冲击的能力,为750kvgis设备调度、操作和运行维护

750kV特高压GIS隔离开关特快速暂态过电压(VFTO)的危害及预防

特快速暂态过电压(vfto)是危及全封闭气体绝缘组合电器(gis)及变压器绝缘的一种电磁暂态现象。为了获取三峡电站的vfto的幅值和频率等特性参数,考验vfto是否超过变压器的绝缘水平,介绍了三峡电站gis通过隔离开关操作产生并测量vfto的波形现场试验方法、试验接线及操作步骤。试验采用电容耦合式传感器获取变压器的vfto波形,分析了3种典型运行方式下的vfto幅值差异,提出了减小vfto对变压器绝缘影响的措施。试验结果的vfto最高电压达1127kv,小于500kv变压器的雷电冲击耐受电压,表明vfto不会造成三峡电站变压器绝缘损坏。

气体绝缘变电站(gis)愈来愈多地应用于电力系统中,gis运行电压等级提高,使隔离开关、接地开关和断路器的操作引起的快速暂态过电压严重,对运行安全的危害很大。对快速暂态过电压产生机理进行分析,建立等值模型并进行数值计算。对gis内部快速暂态过电压的研究,在电气工程中具有重要意义。

变电站是电力系统安全运行的重要组成部分，其运行的安全性和稳定性对于供电质量具有决定性作用。目前，在我国变电站运行中，由于多种原因的影响，过电压导致的故障频繁发生，严重威胁了变电站的安全运行。因此，为了提高变电站的安全运行，就必须采取有效的措施进行防护。基于此，对变电站过电压问题及其防护措施进行了分析。

过电压,简单来说,是指电力系统在运作过程中,有些电压出现升高的情况,高出设备的最大工频运行电压值,过电压造成的后果非常严重,不仅对设备造成损坏,而且导致断电问题不能在第一时间得到解决,使得人们的生命财产安全受到伤害。为了确保电力系统在运行时不会出现故障,相关部门要积极采取防护措施。本文仔细分析变电站过电压及防护措施,以供大家参考。

通过建立各部件的模型,对gis在隔离开关切合小电容电流时产生的vfto进行了数值计算,并对其影响因素进行了分析讨论。

分析超高压变电站二次系统遭受雷击的主要途径,并介绍了其损害机理。在这些机理基础上,针对雷电波不同途径入侵二次设备的情形,建立了等效模型,并进行了初步计算。以南方某500kv变电站电磁环境为例进行了建模,运用电磁暂态过电压软件(atp)进行了仿真分析,得到如下结论:变电站二次系统线路中串接防雷模块后,电子设备两端的电压能快速减小到1v左右;在接地阻抗较大和变电站电磁环境较强的环境中,电子器件和通讯设施两端的电压远大于承受电压。最后针对目前500kv变电站防雷措施,提出了一些改进意见。

分析了一起雷电波入侵电缆造成护套保护器损坏的原因,运用atp-emtp搭建了雷电侵入波作用下架空线与电缆相连(包括母线侧的各种电器设备)的简化模型。通过仿真计算,电缆护层末端接地和首端直接接地两种接地形式下的过电压分别为10kv和9.3kv,选出适合的国产保护器型号为y5wc-5/13.5。