500KV变电站GIS内部VFTO特性分析

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核电站500kV开关站某隔离开关产生VFTO的探究

关键词隔离开关放电<5L"反措中图分类号L7$:
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高报警故障波形显示接地故障持续时间 ) 个半周波8相对地电

500kV GIS中投切电抗器的快速暂态过电压(VFTO)的研究

行可靠性高、运行方便、检修周期长、维护工作量小、安
（）依据理论和实际工程，在构建合理、精确的元件１（）使用ＥＰ对５０ＶＩ２ＭＴ０ｋＧＳ中ＶＴＦＯ做全面计算，
装迅速、运行费用低、无电磁干扰等优点。经过３０多年的模型的基础上建立可用于ＶＴＦＯ计算的系统模型。研制开发，ＧＩＳ技术发展很快并迅速被应用于全世界范围内的电力系统。目前，随着全球电力系统自身的发展以及对提出各主要设备上可能承受到的ＶＦＴＯ，分析其特点及主
系统运行可靠性要求的日益提高，ＧＳ技术必将持续发展，要影响因素。Ｉ并成为本世纪高压电器发展的主流。
（）比较研究ＶＦＯ的几种不同的抑制措施，提出３Ｔ５０ＶＩ０ｋＧＳ中ＶＦＴＯ的抑制方案，计算分析其抑制效果。
快速暂态过电压（Ｔ。ＶＦＯ）ＶＦＯ由于其具有上升时间短及幅值、频率高的特点，Ｔ
操作过电压、潜供电流、雷电过电压等。２元件的模拟原理．ＧＳ是由断路器、隔离开关、接地开关、绝缘子、电Ｉ等效模型。在进行数值计算时，将这些元件用合理的电路
元件（电感、电容、阻抗、电流源及它们的组合）代替可求
升时间很短的冲击波。波头一般为５～２ｎ，一般称之为压互感器、电流互感器及母线组成，可以通过简化得出其０ｓ

GIS变电所VFTO危害的成因与处理

GIS变电所VFTO危害的成因与处理[摘要]：随着技术的不断发展，GIS变电所得到迅速的发展。

本文针对GIS变电站VFTO危害的成因进行了分析并提出处理方法。

[关键词]：GIS变电所；VFTO1.引言由于GIS变电所与传统变电所相比在性能上具有明显的优势，抗外界干扰能力也较强，安全性能较佳，因此GIS变电所得到了快速的推广。

为了保证特高压输电的安全与可靠，就必须做好GIS变电所的VFTO的处理工作，从而提高输电的质量。

2.GIS变电所的简介GIS是指全部或者部分使用气体而不是大气压下的空气作为绝缘介质的金属封闭的开关设备，其组成部分有短路器、电压电流互感器、隔离开关等其中设备。

GIS一般使用六氯化硫气体作为绝缘介质，具有出色的绝缘和灭弧性能。

GIS与传统设备相比，具有抗干扰能力强，可靠性高，占地面积小，经济高效等特点。

3.GIS变电所VFTO危害的成因与处理3.1GIS变电站VFTO的危害及成因VFTO即特快速瞬态过电压，是指波前时间3到100ns内的瞬态过电压，主要因为GIS中的隔离开关的操作等因素引起。

当操作GIS中的隔离开关时，由于触头移动速度比较缓慢，引起了触头间的数次预计穿和重击穿。

在合闸过程中，触头之间发生预计穿，由于操作速度较慢，击穿发生于电压峰值处。

随后击穿电流对容性负载进行充电，导致触头之间的电压降低，之后发生类似于重合闸的击穿，出现了电压幅值较高的VFTO。

另外，在分闸过程中，同样由于触头移动速度慢，触头间发生重击穿，也会出现类似于重合闸的现象，所以也会导致出现电压幅值较高的VFTO。

由于波前较陡，幅值较高，VFTO很有可能会对GIS、绕粗设备如变压器以及二次设备造成损害。

由于波前较陡，VFTO在绕组设备的绕组中的电压分布很不均匀，因此在特高压引入的起始绕组处匝间会产生较高的电压压降，从而造成匝间绝缘遭到破坏。

VFTO对变压器等绕组设备来说，其危害主要是破坏匝间绝缘，其中VFTO在变压器等设备的绕组上的分布以及幅值大小，与VFTO的频率和变压器内部结构有关。

550kV GIS中VFTO的仿真研究

比合闸操作的过电压情况更严重，各方式下ＶＦ且ＫＯ幅值基本在操作开关附近最大，另外，主变上的过电压值较
小，不超过１３．，．ｐＵ对主绝缘影响不大，因累积效应，但危害也很大。
【关键词】ＧＳ快速暂态过电压（ＦＯ：Ｉ：ＶＦ）仿真研究【中图分类号］Ｍ６Ｔ８【文献标识码】Ａ
表１给出本文所研究的ＧＳ中各设备的模型及Ｉ
表２各方式下同一点及最大过电压对比
２不同操作方式下的快速暂态过电压
在不同运行方式下，隔离开关的合闸和分闸操作有数十种，为了减少仿真的工作量，取以下８种选
【文章编号】０８８３（０００－２－１０— ２２１）３０１４０００
０引言
ＧＳ与传统的空气绝缘变电站相比较，不同Ｉ所的是除变压器、空线以外，有电气设备都已密封架所在金属壳中，以绝缘和灭弧性能都良好的ｓ为并介质。ｓ常压下的耐压强度是空气的３０倍，．灭弧能力则是后者的上百倍。由于ＧＳ具有显著优Ｉ点，近几十年来得到了越来越广泛的应用。在ＧＳ中，Ｉ由于断路器、隔离开关、以及接地开关操作或带电线路对地闪络，至雷电波的人侵，可甚都能会在ＧＳ内部产生一个上升速度极快（Ｉ一般为几到几十纳秒）的电压陡波，这个电压陡波沿着ＧＳ管道Ｉ传播，遇到波阻抗发生改变就会发生反射和折射，所有在ＧＳ中产生的多次反射和折射的各行波分量叠Ｉ

500kV GIS变电站VFTO对于电子式互感器的电磁骚扰研究

500kV GIS变电站VFTO对于电子式互感器的电磁骚扰研究冯利民;王晓波;吴联梓;王佳颖;刘赫【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2016(031)001【摘要】随着气体绝缘全封闭组合电器(GIS)的广泛使用,由隔离开关和断路器操作引起的快速暂态过电压(VFTO)带来的危害越加明显.以某典型500 kV GIS智能变电站为计算原型,研究500 kV GIS变电站VFTO对电子式互感器的电磁骚扰.以噪声源和传播路径为基础,通过建立噪声耦合近似模型,实现对电子式互感器干扰信息的定性分析研究.通过分析发现,互感器耦合路径上的耦合电容CL和CN越小,VFTO 噪声耦合效率越低,VFTO对电子式互感器的噪声影响也越小.研究结果表明,低频段通过修正CL和CN实现对电磁干扰的抑制,高频段采用滤波和屏蔽最为有效.通过现场实测证实,未安装防护装置情况下,测得数字采集卡输入端耦合VFTO最高幅值达到9.9 kV,采用电磁兼容综合防护措施后,VFTO最高幅值为0.61 V.【总页数】6页(P85-90)【作者】冯利民;王晓波;吴联梓;王佳颖;刘赫【作者单位】国网吉林省电力有限公司长春 130021;国网吉林省电力有限公司长春 130021;国网吉林省电力有限公司长春 130021;国网吉林省电力有限公司电力科学研究院长春 130021;国网吉林省电力有限公司电力科学研究院长春 130021【正文语种】中文【中图分类】TM315【相关文献】1.VFTO作用下电子式电流互感器二次端口电磁特性仿真分析 [J], 张建功;赵军;谢鹏康;陈恒林2.VFTO作用下电子式互感器辐射电磁场数值计算与分析 [J], 周甜;康兵;舒乃秋;杨瑶佳;关向雨3.VFTO对GIS中电子式互感器的电磁干扰研究 [J], 成林;高坤;訚山;陶佳鑫;陈伟;李晋4.中国西电研制成功110-500kV电子式互感器 [J],5.中国西电研制成功110～500kV电子式互感器 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

GIS中VFTO测量方法初探

GIS中VFTO测量方法初探摘要:随着我国电力工业的高速发展和电压等级的不断提高,气体绝缘变电站(GIS)在我国电力系统中得到越来越广泛的应用。

随着GIS 运行电压等级的提高,因隔离开关、接地开关和断路器的操作引起的快速暂态过电压(VFTO)将更加严重,对运行安全造成威胁。

本文在简要介绍目前国内外几种VFTO测量方法的基础上,重点介绍了国内正在研制的一种新型VFTO测量系统--VFTO介质窗口式传感器。

关键词:GIS VFTO 测量系统窗口式传感器介质板引言近年来,以SF6气体为绝缘介质的气体绝缘封闭式开关设备(GIS)因其灭弧性能良好、占地面积小、结构紧凑、运行安全可靠,在电力系统中得到了广泛的应用。

但运行经验表明,GIS隔离开关接地开关和断路器在例行操作时会产生频率极高、波头极陡的快速暂态过电压VFTO(VeryFast Transient Overvoltage),不仅会在GIS主回路引起对地故障,而且还会造成相邻设备(如变压器等)的绝缘损坏。

为了解决在设备运行过程中由于GIS内隔离开关操作产生的快速暂态过电压(VFTO)给运行设备的安全运行带来的隐患,有必要研制一种既能准确测量工频又能准确测量上百兆赫高频信号的宽频带VFTO测量系统,以便能够准确的得到VFTO的幅值及频率特性。

1 国内外VFTO测量系统研究现状在20世纪八、九十年代,国内外曾对GIS中VFTO的测量开展过较多的研究,并得到了一些关于GIS内VFTO的大小、频率等统计数据。

国内外对GIS内部的快速暂态过程的研究方法基本类同,包括理论分析、实验室模拟实验、数值模拟计算,以及现场实测试验。

目前国内外应用于GIS中的VFTO测量方法主要分为两种——电容分压器法和微分积分法。

其中电容分压器法是目前国内外测量GIS内的VFTO普遍采用的方法。

它主要通过在GIS内装设电容探头(即测量电极)来测量VFTO信号。

而微分积分测量系统较多应用于冲击高电压的测量中,在20世纪90年代一些学者开始研究将它应用于测量GIS 内部的快速暂态过电压。

_500kVGIS变电站快速暂态过电压研究

图２残余电荷为－１ｐ．ｕ时主变上的ＶＦＴＯ
图３残余电荷为０ｐ．ｕ时主变上的ＶＦＴＯ
表１不同残余电荷下设备上的过电压幅值（ｐ．ｕ）
表２主变ＶＦＴＯ的福祉和最大波前陡度
１模型建立与参数选取
５００ｋＶＧＩＳ系统多为双母线、一台半断路器接线，本文以某５００ｋＶＧＩＳ系统为例，计算分析隔离开关操作时在系统产生的ＶＦＴＯ，系统接线如图１所示。
图１５００ｋＶＧＩＳ变电站接线简图
隔离开关和断路器操作时会在气体绝缘变电站（ＧＩＳ）内部产生特快速暂态过电压［１－４］，虽然其幅值并不是特别高，但在电力系统中所造成的事故却超过了雷电冲击和操作冲击下的事故率［５－６］。
实际运行中ＶＦＴＯ引起的事故包括变压器绝缘损坏、绕组破坏、ＧＩＳ内部火花放电，系统解列、绝缘套管炸裂等严重事故。与操作断路器产生的ＶＦＴＯ相比，操作隔离开关产生的ＶＦＴＯ危害更为严重，这是因为隔离开关处在比较不均匀场内，触头击穿瞬间会产生上升时间为４～７ｎｓ的冲击电压，并向断口传播，当电流减小后，电弧熄灭，当隔离开关两侧触头间恢复电压增大至一定程度时，断口将被再次击穿；由于隔离开关触头动作较慢且灭弧性能较差，整个开断过程出现多达２００多次的重燃。通常采用快速动作隔离开关减少击穿次数不能从根本除ＶＦＴＯ的危害［７］。本文将各种典型影响进行仿真为ＶＦＴＯ的防护提供新的依据。
可以看出，过电压最大值随残余电荷电压减小几乎呈线性下降关系。因此，降低被切合线段上的残余电荷电压对降低快速暂态过电压是非常有利的。残余电荷电压的大小直接由ＤＳ重燃时刻决定，控制重燃时刻可以抑制残余电压的大小，另外应从加快残余电荷泄漏入手，减小残余电荷。另外，从波形方面看（图２和３），残余电荷电压对波形频率几乎无影响，振荡的频率低频部分约为１０１．４ｋＨＺ，高频部分在５．５ＭＨｚ左右，主变上过电压虽然不高，但其电压上升陡度大，振荡频率分量高，会对变压器绝缘造成影响。２．２加装分合闸电阻

核电厂GIS中快速暂态过电压（VFTO）的影响及分析

工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald451992年6月广核大亚湾核电站对两台三相500 k V/900M VA 有载联络变压器进行空载试验时发生事故，导致变压器绝缘被击穿、变压器烧毁。

经分析，事故原因是与变压器高压侧直接相连的500 kV GIS内隔离开关操作时产生了V F T O，致使在合闸瞬间500 kV变压器高压绕组的第一段发生了匝间绝缘击穿。

GIS （Gas Insulated Substation），又称全封闭组合电器，因其具有结构紧凑、占地少、运行可靠、维护工作少等特点，在核电厂中一致有着广泛的运用。

在目前核电厂运行的GIS设备中，按照电压等级分主要有220kV和500kV两种。

V F T O (V e r y F a s t T r a n s i e n t O ver volt a ge)，又称快速暂态过电压，经常发生于GIS中的隔离开关、断路器等开关设备的操作期间。

V F T O 的振荡频率往往高达几十兆甚至上百兆赫兹，对GIS设备本身以及与GIS 相连的设备都有着极大的危害。

研究发现，在300 kV以下电压等级的GIS中没有发生过与操作有关的问题，因此电压等级在300 kV以下的GIS暂没有必要进行V F T O 方面的专门研究。

本文重点论述500KV GIS中VFTO的成因及其影响。

1 VFTO的成因及特点1.1 VFTO的成因V F T O 主要成因是由于G I S 中隔离开关、断路器的分合操作以及带电线路的对地放电。

G I S 中的断路器带有专门的灭弧室，所以由断路器的分合引发高幅值V F TO 的可能性较小。

而GIS中的隔离开关一般仅要求具有切合小电容性电流的能力，且没有专门的灭弧装置，所以由隔离开关的操作引发的V F T O 在电厂中较为常见且较为严重。

以隔离开关合上一段不带电的GIS回路为例来具体说明V F T O 的产生过程。

高电压GIS中VFTO的测量技术

132科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N动力与电气工程信息技术的发展,带动了各行各业,随着局域网、广域网和互联网的普遍实施,多数单位有了自己的网站和网络,系统之间又形成互联网。

因此,对系统可靠性的要求就提高了,电源是系统可靠性的基础,于是各种容量的U P S 都有了用武之地。

特别对于广播电视行业“不间断,高质量”的安全播出要求而言,UP S更是是整个安播系统中常见且尤为重要的设备之一。

本文着重详细阐述了我台使用的在线式UP S的工作原理,及日常的维护方法;以期和同行得以交流。

1 概述UPS(Uninterruptible Power System)是一种专门为计算机系统和精密电子器件以及某些需连续工作的关键设备而设计的不间断稳压电源。

一旦外电停电或电压过高、过低时,它可以自动切换及时向设备提供额定的稳压电源并发出声光报警,起到不间断供电的作用。

由于其具有较高的可靠性,被广泛应用于互联网数据中心、银行清算中心和通存通取网络系统、证券交易及期货贸易系统、民航航管调度系统、财税信息系统、气象和地震预报监控系统、卫星地面站接收系统等领域。

2 UPS 电源的分类U P S 电源可以解决电源断电、电压下陷、电源浪涌、减幅振荡、电源干扰、电源突波、电源波动、交换瞬变及谐波失真等因市电电源质量差对终端设备造成的危害。

UPS的分类按工作原理可分为:动态式UPS 和静态式UP S。

静态式UP S又可分为:在线式(on-line)UPS和后备式(off-line)UPS。

按输出波形可分为:方波、梯形波和正弦波。

如果按技术性能的优劣来排序,其顺序为:在线式UPS>Delta变换器型UPS>在线互动式UPS >后备式正弦波输出UPS >后备式方波输出U P S 。

下面仅对近年市场上比较畅销,应用最为广泛的小型在线式U P S 电源作详细介绍。

GIS内VFTO通过传导方式对二次设备的影响

GIS内VFTO通过传导方式对二次设备的影响【摘要】研究变电站快速暂态过电压（VFTO）作用下对二次设备的影响具有重要的理论意义和实用价值。

由开关操作所产生的瞬态过电压极易通过传导和辐射耦合对二次设备形成干扰，造成二次设备误动作甚至损坏。

因此，电磁兼容已成为世界各国普遍关注的问题。

【关键词】气体绝缘变电站；快速暂态过电压近二十年来，全封闭气体绝缘变电站（Gas Insulated Substations，简称GIS）由于其结构紧凑，占地面积小，维修周期长，可靠性高，布局灵活等优点得到了越来越广泛的应用[1]。

在我国，GIS已在高压电力系统中普遍采用，并且已成功应用在超高压电力系统中，目前正在建设中的特高压系统也已采用GIS。

GIS的发展和应用前景可观。

随着GIS运行电压和SF6气压的提高，因隔离开关、断路器的例行操作和接地故障等引起的快速暂态过电压（Very Fast Transient Overvoltage，VFTO）日益明显和严重，致使VFTO在GIS中多次引起故障或其他问题，造成损失。

现场运行经验也表明电压等级越高，VFTO对GIS设备构成的威胁越大；另外，变电站中的一次和二次设备都处在一个特殊的电磁环境中，电磁干扰通过各种形式传导和辐射，随时会危及周围以及二次设备的安全[2]。

特别是电力电子技术在变电站控制、测量，监控和微机继电保护等中的应用，电磁兼容问题就越显得突出和重要了，必须引起人们的足够重视。

1 VFTO对二次回路的干扰二次回路干扰最主要的干扰源就是一次回路中的开关操作，特别是隔离开关切合空载母线时，由于隔离开关触头间产生了电弧重燃，在回路中产生一系列的高频振荡，对二次设备引起很大的干扰。

这种暂态干扰电压主要由CVT（电容式电压互感器）、CT（电流互感器）及传输电缆传至二次回路，同时又通过电磁耦合传至二次回路，在高频通道，PT（电压互感器）、CT及控制信号回路等二次回路中产生干扰电压，对设备安全运行产生影响。

特高压GIS变电站中VFTO特性及影响因素研究

特高压GIS变电站中VFTO特性及影响因素研究王希【摘要】随着超高压和特高压输电技术的发展,气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)得到了广泛的应用.气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中的隔离开关在操作过程中会产生幅值较大、频率极高、波前时间很短的特快速暂态过电压(VFTO),容易引起电气绝缘击穿和电磁干扰等一系列的问题,对GIS本体、变压器及相邻电气设备的绝缘安全造成很大危害.主要研究特快速暂态过电压产生的机理以及特快速暂态过电压的幅值、陡度和频率等特性,利用ATP-EMTP电磁暂态程序仿真特快速暂态过电压产生的波形,仿真在各种影响因素下的特快速暂态过电压波形,对几组波形进行分析研究,分析残余电荷、变压器入口电容等因素对特快速暂态过电压的影响.【期刊名称】《山东电力技术》【年(卷),期】2015(042)007【总页数】4页(P10-13)【关键词】GIS;特快速暂态过电压;隔离开关;影响因素【作者】王希【作者单位】华北电力大学,河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TM864气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）具有占地面积小、不受环境条件影响、运行可靠、维护工作量小等优点，因此被广泛应用于电力系统中。

GIS隔离开关分合操作母线时，触头间隙发生多次击穿和熄灭造成的一系列波头很陡、频率很高的操作过电压称为特快速暂态过电压（VFTO）［1-2］。

形成的主要原因是隔离开关的灭弧性能差、触头运动速度较慢。

VFTO幅值不高，但频率极高（远高于雷电过电压），而且电力系统中经常用的金属氧化物避雷器无法对其限制。

在超、特高压系统中，VFTO主要对GIS本体和变压器等相邻设备的绝缘安全造成威胁，损害变压器的匝间绝缘并在变压器体内造成高频振荡，目前VFTO事故率已经超过雷电冲击和操作冲击的事故率。

研究GIS内部VFTO问题，对GIS内部绝缘配合、线路参数设计、变电站参数测量有重要指导意义［3-4］。

电力系统中会出现波头很陡、频率很高的特快速暂态过电压。

500kVGIS变电站快速暂态过电压研究

500kVGIS变电站快速暂态过电压研究
喻准;张顾
【期刊名称】《科技创新导报》
【年(卷),期】2009(000)011
【摘要】采用ATP-EMTP对500kV GIS变电站GIS中隔离开关操作引起的快速暂态过电压(VFTO)进行了研究,分析了残余电荷对主变上过电压的影响,比较了分合闸电阻对频率、幅值、陡度以及加装避雷器对主变的影响,结果表明泄放废余电荷能够有效地限制过电压,当分合闸电阻R＞100 Ω能使幅值和陡度降至1.25p.u以下,加装避雷器只能限制幅值,对其陡度基本无影响,其结果可为实际工程提供理论依据.
【总页数】2页(P93-94)
【作者】喻准;张顾
【作者单位】长沙理工大学,湖南长沙,410114;湖南省计量检测研究院,湖南长沙,410114;长沙理工大学,湖南长沙,410114
【正文语种】中文
【中图分类】TM86
【相关文献】
1.500 kV GIS变电站快速暂态过电压及防护措施仿真研究 [J], 江学斌;梁樑;陈光;万亦如;周浩
2.1000 kV特高压GIS变电站快速暂态过电压的研究 [J], 崔玉;张周麟;万亦如;沈
扬
3.GIS变电站特快速暂态过电压研究的技术现状 [J], 王森;孙强;卢江平;王雪松;吉宏亮;胡攀峰;张鹏
4.750 kV GIS变电站特快速暂态过电压的实测研究 [J], 王森;李媛媛;卢江平;王雪松;吉宏亮;胡攀峰;张鹏
5.500kV GIS变电站雷电侵入波过电压分析研究 [J], 冯汝明;车传强;赵磊;武春华;刘天宇;王慧君;赵俊;种佳丽
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电弧模型对500 kV GIS变电站VFTO的影响

电弧模型对500 kV GIS变电站VFTO的影响
刘文博;徐旸;刘玉;蓝磊;张鹏;杨德帅
【期刊名称】《高压电器》
【年(卷),期】2017(53)9
【摘要】在特快速瞬态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)的研究进程中,隔离开关操作过程中电弧重燃与熄弧的等效模型的建立,对VFTO计算结果有着重要的影响。

采用ATP-EMTP内建MODELS模块,结合Mayr电弧分析理论,并考虑电弧电流过零熄弧的影响,建立了一种动态电弧模型。

将该模型应用于某500 kV GIS电站VFTO计算中,并与另两种模型进行比较,详细分析其特性,结果表明,与简单电弧模型相比,动态电弧模型考虑了弧道电阻动态变化过程,使得VFTO最大幅值减小,在熄弧阶段振荡频率增大。

由理论分析可知,在VFTO计算建模中,是否考虑弧道电阻的动态变化过程,对于计算结果有着重要的影响。

【总页数】6页(P210-214)
【关键词】气体绝缘变电站;隔离开关;电弧模型;特快速瞬态过电压
【作者】刘文博;徐旸;刘玉;蓝磊;张鹏;杨德帅
【作者单位】天津市电力公司检修公司;云南电网有限责任公司物流服务中心;武汉大学电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM864
【相关文献】
1.500KV变电站GIS内部VFTO特性分析
2.500kV GIS变电站VFTO对于电子式互感器的电磁骚扰研究
3.500kV GIS变电站隔离开关操作引起的VFTO研究
4.隔离开关电弧模型对GIS变电站VFTO的影响研究
5.500 kV GIS变电站VFTO抑制措施研究
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500KV变电站GIS内部VFTO特性分析

500KV变电站GIS内部VFTO特性分析GIS配电装置在不同操作方式下隔离开关投切短管线时，产生特快速瞬态过电压（VFTO）损害GIS本体、所连接带绕组的设备的绝缘。

研究各种DS操作方式下VFTO的峰值和频率，并以最为严重的气体绝缘母线（GIL）直连方式下主变入口处VFTO以考核变压器绕组的绝缘。

研究成果为高压GIS型式配电装置电气接线设计和设备选型提供兼顾安全性和经济性的技术建议。

标签：全封闭组合电器（GIS）；隔离开关；快速暂态过电压（VFTO）1 引言随着我国电力工业快速发展，超高压和特高压电力技术的广泛应用，电力设备的绝缘水平提高而裕度相对变小，GIS 隔离开关操作引起的VFTO对电力设备的影响越来越得到重视。

该过电压主要有三个特点：一是频率较高；二是电压波形的陡度较大；三是过电压幅值较高。

VFTO对GIS本体、所相连绕组设备可能产生绝缘破坏，以及对二次设备产生电磁干扰。

特别是采用GIL与变压器直连方式下，必须考虑VFTO对GIS 与变压器绝缘的影响，需要严格计算DS各种操作方式时所产生的VFTO峰值、频率等，以用于变压器绕组绝缘裕度的校核。

2 系统计算模型及等效参数元件模型的恰当与否决定计算结果的精确度。

因此如何对各元件进行合理的近似等效又能使计算结果足够精确是数值计算的关键。

对500KV变电站进行模型等效时GIS 元件的模拟，按照IEC60071-4 . 2003《绝缘配合第4部分绝缘配合和系统模拟计算导则》提出了计算VFTO的模型要求，建立计算模型。

元件1 GIS 母线管道：无损耗分布参数输电线路。

元件2 盆式绝缘子：电容。

元件 3 弯管，已合闸的隔离开关，已合闸的断路器：无损耗分布参数输电线路。

元件 4 断开的断路器：把断路器分成许多段，因其开断，用分级电容来连接它们。

也可用一个等效于全体分级电容串联组合的电容器去连接母线。

元件5 断开的隔离开关：电容。

元件6 电力变压器：参照IEC60071.2-1996 附录E。

GIS中VFTO过电压的数值分析

ＡｓａｔＥｌｃｒａａｔｒｎｕｒｃｌｎｌｓｓｆｒａｆｕｄｔｎｏｖｎｖａｙｉｏＳｂｔｃ：ｅｔｉｐｒｍｅｅｓａｄｎｍｅｉａａｙｉｏｍｎａｉｆｍｏｉｇｗａｅａｌｓｎＧＩｒｃａｏｏｎｓｑｉｋｓｅｄｔａｓｉｎｌｏｒｅｕｃｐｅｒｉｏａｕｓ．Ｔｈｏｇａｙｉｏｖｍｐｄｃ，ｎｔｃｒｕｈａｌｓｎｗａｅｉｅａｅｗａｅｓｅｄａｄｄｇｔｏＳｑｉｎｓｎｖｐｅｉｉｆＧＩｕｃｎｋｓｅｄｔａｓｉｎｏｒｅｔｉｐｐｒｄｓｒｅｒｅｌｈｖｒｏｔｇｅｅａｉｇｓｓｅａｄｓｐｒｓｉｎｐｅｒｉｏａｃｕ，ｈｓａｅｅｃｉｓｂｉｆｔｅｏｅｖｌｅｇｎｒｔｙｔｍｎｕｐｅｓｏｎｔｌｓｂｙａｎ
和一定精度的前提下，得到简化模型。最后讨论了ＧＳ中ＶＴＩＦＯ过电压的形成机制和抑制方法。
二、Ｉ快速暂态过程ＧＳ波阻抗和波速分析
１单相同轴结构下的波阻抗和波速．
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２单相不同轴结构下的波阻抗和波速．对于单相分立结构的ＧＳ当母线和器件不Ｉ，

550kVGIS中VFTO的仿真研究

550kVGIS中VFTO的仿真研究刘佳;李汶江【摘要】随着组合式封闭电器(Gas Insulated Switchgear)的广泛应用,快速暂态过电压(Very Fast Transient Overvoltage)对设备造成的危害得到普遍关注.本文针对某550kV GIS系统,利用EMTP计算了不同的开关操作方式对VFTO的影响,计算结果表明分闸操作比合闸操作的过电压情况更严重,且各方式下VFTO幅值基本在操作开关附近最大.另外,主变上的过电压值较小,不超过1.3p.u,对主绝缘影响不大,但因累积效应,危害也很大.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2010(000)010【总页数】4页(P21-23,34)【关键词】组合式封闭电器;快速暂态过电压;仿真研究【作者】刘佳;李汶江【作者单位】重庆市电力公司超高压局,重庆,400039;重庆市电力公司超高压局,重庆,400039【正文语种】中文1 引言GIS与传统的空气绝缘变电站相比较，所不同的是除变压器、架空线以外，所有电气设备都已密封在金属壳中并以绝缘和灭弧性能都良好的SF6为介质，SF6常压下的耐压强度是空气的3.0倍，灭弧能力则是后者的上百倍。

由于GIS具有显著优点，近几十年来得到了越来越广泛的应用。

在GIS中，由于断路器、隔离开关以及接地开关操作或带电线路对地闪络，甚至雷电波的入侵，都可能会在GIS内部产生一个上升速度极快（一般为几到几十纳秒）的电压陡波，这个电压陡波沿着GIS管道传播，遇到波阻抗发生改变就会发生反射和折射，所有在GIS中产生的多次反射和折射的各行波分量叠加在一起，就会形成波头很陡、频率高达几MHz、几十MHz甚至上百MHz数量级的陡波前过电压，俗称快速暂态过电压（Very Fast Transient Overvoltage，简称VFTO）。

随着GIS运行电压和SF6气压的提高，快速暂态过电压的影响日益明显和严重，致使其在330kV及以上电压等级的GIS中多次引起故障或其他问题，它不但会在GIS的主回路引起对地故障，而且还会造成相邻设备（如变压器等）的绝缘损坏。

500kV GIS隔离闸刀操作暂态过电压的研究

研究与创新500kV GIS隔离闸刀操作暂态过电压的研究杨凌辉,张嘉曰文(华东电力试验研究院,上海　200437)摘　要:天荒坪抽水蓄能电厂运行中500kV氧化锌避雷器计数器频繁动作,介绍了2次现场500kV GIS隔离闸刀操作过电压的实测,以及用EM TP电磁暂态程序进行的创新计算。

首次提出该避雷器计数器的动作是由500kV GIS隔离闸刀操作产生的快速暂态过电压(VFTO)作用于避雷器,使避雷器本体相应出现了一组频度极高、波头极陡的容性电流脉冲,导致计数器频繁动作,还就VFTO对大型500kV变压器的影响和相应的防止对策提出了分析和建议。

关键词:GIS;隔离开关;VFTO;变压器中图分类号:TM864 文献标识码:A 文章编号:100129529(2004)0120037205R esearch on transient over2voltage during operationof500kV GIS disconnecting switchYA N G L ing2hui,ZHA N G Jia2min(East China Electric Power Test&Research Institute,Shan ghai200437,China)Abstract:The results of two actual measurements of on2site switching over2voltage and the creative calculation using EM TP program to study the frequent actions of the500kV ZnO arrester counter in the Tianhuan gping Pumped2 Storage Power Plant were introduced.It was put forward for the first time that the actions of the ZnO arrester counter in the Tianhuangping Pumped2Storage Power Plant does not mean the protective action of arrester main body.On the contrary,the practical situation was that a very fast transient over2voltage(VFTO),which formed by the switching operation of500kV GIS disconnecting switch acted on the arrester,then a series of ca pacitive current pulses with very high frequency and steep wave front occurred in the arrester main body.It was this current pulse that resulted in the frequent action of the counter.Furthermore,the effect of the VFTO on the lar ge500kV trans2 former and the operation countermeasure for the Tianhuangping Plant for the future were analyzed and suggested as well.K ey w ords:GIS;disconnecting switch;VFTO;transformer 天荒坪抽水蓄能电厂自第一台机组于1998年9月投运后,运行中发现其地下500kV GIS的氧化锌避雷器记数器频繁动作,至2000年7月, 1、2、3号单元的避雷器计数器分别动作了189、100、9相次。

陡波下500 kV GIS隔离开关室的暂态电场特性

陡波下500 kV GIS隔离开关室的暂态电场特性杨瑞;贺恒鑫;何俊佳【期刊名称】《南方电网技术》【年(卷),期】2017(011)008【摘要】To accurately guide the insulation design of 500 kV disconnector room of GIS, it is necessary to study the dynamic distribu-tion characteristics of electric field caused by structure and voltage waveform.The transient electric field characteristics of 500 kV dis-connector room under very fast transient overvoltage ( VFTO) and lightning wave are studied based on time domain finite difference method.Results show that no matter the disconnector is closed or opened, high frequency oscillations will occur in the electric field of each node, moreover, the electric field distribution will change constantly under VFTO.Oscillations have a high amplitude under 4 ns and 20 ns wavefront voltage time, which may seriously threaten equipment insulation.Especially, when the 4 ns ramp wave voltage is applied, the maximum value of electric field is about four～five times of the steady-state value and the oscillation frequency is higher than that of coaxial bus duct.So transient electric field must be calculated to check the insulation design.Under lightning wave, elec-tric field of each node in the disconnector is almost non-reflex, and can be verified by the calculation result of electrostatic field.%为准确指导500kV隔离开关室的绝缘设计,必须研究同时考虑隔离开关室结构引起的电场畸变和不同电压波形下的电场动态分布特性.基于时域有限差分法对500kV隔离开关室在特快速暂态过电压(VFTO)下和雷电波下的暂态电场特性进行了研究.计算结果表明:隔离开关在合闸和分闸时,在VFTO作用下,各节点电场存在高频振荡,不同时刻的电场分布不断变化;在电压波头时间为4ns和20ns时,各节点电场均存在高幅值的振荡,严重威胁到设备的绝缘,尤其在施加4ns斜角波电压时,电场最大值约为稳态值的4～5倍,振荡频率比母线的更高,因此必须计算其暂态电场以便校核绝缘设计;雷电波下,各节点电场几乎无折反射,因而可用静电场计算结果进行校核.【总页数】6页(P49-54)【作者】杨瑞;贺恒鑫;何俊佳【作者单位】强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院),武汉430074;强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院),武汉430074;强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院),武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TM154.1【相关文献】1.1 100 kVGIS中隔离开关及故障接地开关电场数值分析 [J], 林莘;司秉娥;徐建源;路璐2.陡波下500 kV GIS同轴母线管道的暂态电场特性 [J], 张福增;杨瑞;贺恒鑫;何俊佳;刘磊3.110kV GIS同频同相交流耐压试验中三工位隔离开关内部电场分布特性 [J], 郑一博; 徐党国; 秦逸帆; 马浩; 李学宝; 孙云生; 牛铮4.500kV GIS接地开关、隔离开关操作机构延时动作故障分析 [J], 高利民5.110kV三相共箱式GIS内隔离开关部位电场及击穿特性的分析与研究 [J], 徐建源;汪枫;何荣涛;肖凤良因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。