750kVGIS變電站特快速暫態(tài)過電壓實測

gis變電站中開關操作引起的快速暫態(tài)過電壓易對高壓設備特別是變壓器產(chǎn)生威脅,針對此問題,采用emtp/atp對500kv變電站進行建模計算,為提高計算精度,隔離開關燃弧采用動態(tài)電弧模型,為分析vfto對變壓器匝間絕緣的影響,變壓器繞組采用等效電路模型。計算比較了變壓器側(cè)開關操作和母線帶電時母線側(cè)隔離開關操作產(chǎn)生的vfto幅值、波形和頻譜,并評估vfto對設備主絕緣的威脅,結(jié)果表明母線帶電時母線側(cè)開關操作在開關設備上產(chǎn)生的vfto較為嚴重;同時計算了變壓器繞組內(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)過電壓(veryfasttransientovervoltage,vfto)測試是自西北750kv輸變電示范工程2005年9月投產(chǎn)以來,國內(nèi)首次對750kvgis中的隔離開關進行正常帶電拉合操作試驗。通過本次測試,獲得了大量的實測數(shù)據(jù)和典型波形,為全面掌握750kvgis中的vfto特性打下了基礎。對官亭變電站750kvgis中vfto現(xiàn)場測試的相關情況和主要結(jié)論進行概述,并針對750kvgis中隔離開關的倒閘操作方式提出了建議。

應用電磁暫態(tài)計算程序(thealternativetransientprogram-electormagnetictransientprogram,atp/emtp),將雷電模型、變電站各元件的計算模型和進線段相結(jié)合來研究雷電侵入波對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算模型,并通過計算雷電侵入波的雷電流、雷電壓,分析了變電站各雷擊點或桿塔的防雷效果,指出了最嚴重的系統(tǒng)運行方式和桿塔布置情況。以新立變電站為例,準確地計算出變電站內(nèi)各種設備的過電壓值,并提出防止過電壓的措施。

快速暫態(tài)過電壓對1000kvgis設備的危害性比對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行工況下,操作出線隔離開關和變壓器側(cè)隔離開關產(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2.09pu。研究了隔離開關加裝并聯(lián)電阻后vfto的抑制情況,分析了并聯(lián)電阻接入時間與vfto最大值和并聯(lián)電阻吸收能量的關系。當加裝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)過電壓(vfto)防護措施的作用效果進行了仿真分析,即隔離開關加裝并聯(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,三種措施中隔離開關加裝并聯(lián)電阻的防護效果最為明顯,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效果,但作用不如隔離開關加裝并聯(lián)電阻明顯;主變?nèi)肟谇凹友b串聯(lián)阻波器對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電壓,同時還會給gis電站引入高頻諧波,不能作為防護vfto的措施。

闡述了變電站內(nèi)各元件的計算模型和絕緣子串的閃絡機理。通過電磁暫態(tài)計算模型(emtp),將變電站和進線段結(jié)合起來,對雷電侵入波進行系統(tǒng)的計算和研究。以新立變電站為例,準確計算出變電站內(nèi)各過電壓值,并提出防止過電壓的措施。對多種不同的運行方式進行計算比較,得出最佳運行方式。

提出一種應用pockles效應的特快速暫態(tài)過電壓（vfto）光學測量方法。通過光學敏感頭感應一次vfto信號,并將電壓的變化信息通過光纜傳輸至電氣單元進行解析,最終得到實際電壓。該傳感器采用光學測量方式,具有可靠性高、抗干擾能力強、測量精度高、測量頻帶寬的優(yōu)點。設計制作的新型光學傳感器的低頻截止頻率低于10hz,高頻截止頻率高于1ghz。對隔離開關操作所引發(fā)的vfto進行了測量試驗,通過同步觸發(fā)裝置同時采集兩側(cè)安裝的光學傳感頭和電容式傳感頭信號,對比驗證了vfto光學測量方法的可行性。試驗結(jié)果表明：光學測量方式與電容式測量方式均反映了刀閘分合閘的過程,2種方式的分合閘持續(xù)時間測量結(jié)果吻合較好;電容式測量方式測得的vfto振蕩幅度明顯小于光學方式的測量結(jié)果,光學測量方式在高頻段性能要優(yōu)于電容式測量方式。

提出一種應用pockles效應的特快速暫態(tài)過電壓(vfto)光學測量方法.通過光學敏感頭感應一次vfto信號,并將電壓的變化信息通過光纜傳輸至電氣單元進行解析,最終得到實際電壓.該傳感器采用光學測量方式,具有可靠性高、抗干擾能力強、測量精度高、測量頻帶寬的優(yōu)點.設計制作的新型光學傳感器的低頻截止頻率低于10hz,高頻截止頻率高于1ghz.對隔離開關操作所引發(fā)的vfto進行了測量試驗,通過同步觸發(fā)裝置同時采集兩側(cè)安裝的光學傳感頭和電容式傳感頭信號,對比驗證了vfto光學測量方法的可行性.試驗結(jié)果表明:光學測量方式與電容式測量方式均反映了刀閘分合閘的過程,2種方式的分合閘持續(xù)時間測量結(jié)果吻合較好;電容式測量方式測得的vfto振蕩幅度明顯小于光學方式的測量結(jié)果,光學測量方式在高頻段性能要優(yōu)于電容式測量方式.

500kVGIS變電站雷擊進線段塔頂雷電過電壓的仿真研究

隨著全封閉氣體絕緣組合開關(gis)運行電壓和sf6氣壓的提高,因隔離開關操作引起的快速暫態(tài)過電壓(vfto)也日益明顯和嚴重,引起與gis相連的主變故障及其他問題。文中分析了vfto對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的仿真計算情況,提出了機組停機備用時防止主變遭受vfto危害的措施。

gis隔離開關投切空載母線時能夠產(chǎn)生特快速暫態(tài)過電壓vfto;真空開關投切電感性負載時能夠產(chǎn)生重燃過電壓。這些快速暫態(tài)過電壓具有很高的變化陡度,能夠在電力設備絕緣上不均勻分布,產(chǎn)生嚴重危害。提出了強化集膚效應抑制快速暫態(tài)過電壓的方法,它是在導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)生強化的集膚效應,工頻電流頻率較低,主要通過導電桿,受磁環(huán)和電阻的影響很小;快速暫態(tài)過電壓頻率很高,受高頻磁環(huán)的影響顯著,被迫通過外層電阻,從而產(chǎn)生幅值和陡度的衰減。通過模擬試驗表明,這一方法對快速暫態(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2臺220kv、240mva變壓器，最終規(guī)模3臺220kv、 240mva三相三繞組變壓器； （2）220kv出線，本期4回，遠景6回； （3）110kv出線，本期4回，遠景12回； （4）35kv出線，本期6回，遠景8回； （5）無功補償，本期裝設6×1.0萬千乏電容器，電容器電抗率 按3組5%、3組12%考慮；遠景按裝設9組電容器預留場地，電容器 串聯(lián)電抗率按12%的位置預留。 2.1.2電氣主接線及主要電氣設備選擇 采用國網(wǎng)a1-1方案，根據(jù)系統(tǒng)要求，對通用設計電氣主接線進 行調(diào)整。 2.1.2.1電氣主接線 220kv本期采用雙母線接線，遠景采用雙母線接線。 110kv本期采用單母線分段接線，設分段斷路器，裝設2組母線 設備，遠景單母線三分段接線。 35kv本期采用單母線

為深入研究重復擊穿過程的發(fā)生規(guī)律,研究隔離開關特性對重復擊穿過程的影響,改進隔離開關設計,完善特快速暫態(tài)過電壓(vfto)評估方法,采用1100kv氣體絕緣組合電器(gis)試驗回路,對gis隔離開關分閘和合閘空載短母線所產(chǎn)生的觸頭間隙重復擊穿和vfto進行了試驗研究。鑒于重復擊穿過程的隨機性,進行了約500次分合閘操作試驗,統(tǒng)計獲得了被試隔離開關在分合閘操作中的觸頭間隙擊穿電壓隨觸頭間隙形成時間的變化關系,試驗隔離開關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°?；谠囼灲Y(jié)果,分析了觸頭間隙重復擊穿的發(fā)生規(guī)律及對vfto的影響,給出了重復擊穿隨機過程終止的條件。

近日,西北電網(wǎng)公司在750kv示范工程官亭變電站,成功進行了國內(nèi)首次750kvgis設備快速暫態(tài)過電壓(vfto)測試,全面檢驗了750kvgis電氣主設備承受vfto沖擊的能力,為750kvgis設備調(diào)度、操作和運行維護

750kV特高壓GIS隔離開關特快速暫態(tài)過電壓(VFTO)的危害及預防

特快速暫態(tài)過電壓(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vfto是否超過變壓器的絕緣水平,介紹了三峽電站gis通過隔離開關操作產(chǎn)生并測量vfto的波形現(xiàn)場試驗方法、試驗接線及操作步驟。試驗采用電容耦合式傳感器獲取變壓器的vfto波形,分析了3種典型運行方式下的vfto幅值差異,提出了減小vfto對變壓器絕緣影響的措施。試驗結(jié)果的vfto最高電壓達1127kv,小于500kv變壓器的雷電沖擊耐受電壓,表明vfto不會造成三峽電站變壓器絕緣損壞。

氣體絕緣變電站(gis)愈來愈多地應用于電力系統(tǒng)中,gis運行電壓等級提高,使隔離開關、接地開關和斷路器的操作引起的快速暫態(tài)過電壓嚴重,對運行安全的危害很大。對快速暫態(tài)過電壓產(chǎn)生機理進行分析,建立等值模型并進行數(shù)值計算。對gis內(nèi)部快速暫態(tài)過電壓的研究,在電氣工程中具有重要意義。

通過建立各部件的模型,對gis在隔離開關切合小電容電流時產(chǎn)生的vfto進行了數(shù)值計算,并對其影響因素進行了分析討論。

分析超高壓變電站二次系統(tǒng)遭受雷擊的主要途徑,并介紹了其損害機理。在這些機理基礎上,針對雷電波不同途徑入侵二次設備的情形,建立了等效模型,并進行了初步計算。以南方某500kv變電站電磁環(huán)境為例進行了建模,運用電磁暫態(tài)過電壓軟件(atp)進行了仿真分析,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)境較強的環(huán)境中,電子器件和通訊設施兩端的電壓遠大于承受電壓。最后針對目前500kv變電站防雷措施,提出了一些改進意見。

電動機、變壓器、輸配電線路和開關設備等的對地絕緣,在正常工作時只承受相電壓,但由于某些原因,當電網(wǎng)的電磁能量發(fā)生突變,將使設備對地或相間電壓異常升高,這種對電氣設備的絕緣有破壞性的電壓升高,稱過電壓。過電壓按其產(chǎn)生原因的不同,分為大氣過電壓和內(nèi)部過電壓兩種。

過電壓,簡單來說,是指電力系統(tǒng)在運作過程中,有些電壓出現(xiàn)升高的情況,高出設備的最大工頻運行電壓值,過電壓造成的后果非常嚴重,不僅對設備造成損壞,而且導致斷電問題不能在第一時間得到解決,使得人們的生命財產(chǎn)安全受到傷害。為了確保電力系統(tǒng)在運行時不會出現(xiàn)故障,相關部門要積極采取防護措施。本文仔細分析變電站過電壓及防護措施,以供大家參考。

變電站是電力系統(tǒng)安全運行的重要組成部分，其運行的安全性和穩(wěn)定性對于供電質(zhì)量具有決定性作用。目前，在我國變電站運行中，由于多種原因的影響，過電壓導致的故障頻繁發(fā)生，嚴重威脅了變電站的安全運行。因此，為了提高變電站的安全運行，就必須采取有效的措施進行防護。基于此，對變電站過電壓問題及其防護措施進行了分析。