GIS中VFTO辐射干扰的场路波协同法仿真研

超高压气体绝缘开关设备(GIS)中的隔离开关操作产生的特快速瞬态过电压(VFTO)会对开关及其周围设备产生严重的干扰。针对这一工程问题,给出了VFTO辐射干扰的场-路-波协同仿真方法。结合工程实例,首先用准静态电磁场分析方法提取了GIS的等效电路,结合开关电弧的时变电阻模型,应用宽带电路方法得到VFTO的等效时变电压源,最后利用时域瞬态全波方法仿真了VFTO在空间内的电磁场干扰。该方法对于高压开关的设计具有参考意义。     

特快速暂态过电压及其对主变的影响

由于操作全封闭SF6气体绝缘变电站(GIS)隔离开关而引起的特快速暂态过电压(VFTO)是GIS特有的一种过电压,对变电站内的设备特别是电感类设备如变压器等构成新的影响。该文在简述500kVGIS特快速暂态过电压产生的原因、影响因素、危害及其抑制措施的基础上,以江苏宜兴抽水蓄能电站500kVGIS变电站为例,采用PSCAD/EMTDC软件详细计算分析了多种操作方式下的VFTO。以相关文献的试验结果作为参考,讨论了VFTO对主变的影响。结果表明,由于连接主变与GIS的长电缆明显抑制了出现在主变侧的VFTO,该项目中涉及的VFTO对主变的影响不明显,不会造成主变的匝间绝缘击穿。     

GIS中的VFT过电压分析

分析了操作气体绝缘变电站（ＧＩＳ）隔离开关所产生的特快速瞬变过程（ＶＦＴ）过电压形成的机理；ＶＦＴ的分类、特性及其对ＧＩＳ本身和电力系统高压设备可能带来的危害。陈述了ＧＩＳ中绝缘在ＶＦＴ过电压作用下的性能并初步分析了ＶＦＴ过电压对绝缘造成危害的可能原因。作者认为随着我国高压ＧＩＳ的迅速发展，应对ＶＦＴ过电压高度重视，并加强对ＧＩＳ运行中的在线监测以提高ＧＩＳ运行的可靠性。     

快速瞬态过电压激励下二次电缆终端传导和辐射干扰水平对比研究

气体绝缘变电站(gas-insulated substation,GIS)中隔离开关操作产生的瞬态电磁过程是影响智能组件正常工作的主要电磁干扰源,其在二次电缆的传导耦合和辐射耦合干扰分量大的大小研究较少。通过252 k V GIS真型实验平台模拟了变电站快速瞬态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)产生电磁干扰;测量了不同屏蔽措施条件下二次电缆两端干扰电压水平,得到了电缆端口干扰电压的时域和频域特性。通过统计分析发现辐射耦合是干扰电压产生的主要方式;因此为保证二次电缆安全稳定工作,变电站二次电缆应采取良好的屏蔽措施。     

特高压变电站电磁暂态过电压机理与控制

根据研究的总体目标及研究思路和任务,该研究总结归纳出重点需关注的科学问题:(1)VFTO机理及建模仿真;(2)VFTO作用下GIS破坏机理和绝缘特性。针对此科学问题的主要研究内容包括:基于所研制的T型电极VFTO传感器在特高压变电站开展了特快速暂态过电压的实测研究,获得了大量宝贵实测数据。为特高压变电站隔离开关带电操作决策及变电站设计提供了支撑。研究提出并实践了从"SF6小间隙(间隙距离为mm级)-SF6大间隙(间隙距离为cm级)-GIS隔离开关"的系统技术路线,有效克服GIS隔离开关中VFTO高频振荡电弧难以观测的技术难题,得到了特高压GIS隔离开关的全过程时变弧阻模型。研究获得了大尺度GIS部件的VFTO绝缘特性,获得了与雷电绝缘特性的等价关系,给出了波形转换系数1.1,为VFTO绝缘配合难题的解决提供了重要支撑。建立两路纳秒级脉冲群VFTO模拟电源及其配套的绝缘试验腔和测试系统,测试系统包括紫外光谱测试仪、高能电子测试装置。模拟VFTO波形,开展纳秒脉冲下SF6气体的击穿和闪络特性实验,获得不同气体压力下SF6气体的击穿和闪络规律和特性;发现在一定压力条件下,极不均匀场下SF6击穿的极性效应出现反转现象;基于记忆效应提出重复纳秒脉冲下的放电机理。在252 k V GIS试验回路上,开展了铁氧体磁环串抑制VFTO的系列试验,研究了不同试验电压下VFTO波形的主要特征参数与磁环串长度的关系,证实了铁氧体磁环串对VFTO的幅值和陡度均有显著的抑制效果。     

对于EXK-01型GIS开关模块接口安装的分析

GIS开关设备是一种采用SF6气体（或以SF6为主的混合气体）作为绝缘介质的金属封闭开关设备，全称是六氟化硫（SF6）尉闭式气体绝缘组合开关。它可以根据系统的不同要求分为若干功能的单元，包括断路器、负荷开关、隔离开关、互感器、母线等，它们作为单个馍块可以进行随意连接。每个模块接口连接质量的好坏就成为GIS开关设备稳定运行的重要保证。文中以“厦门ABB”的EXK-01型GIS设备模块接口安装、调试为例，对涉及导体对连、管体密封以及接口检漏等方面问题发表了自己的一些见解。     

GIS中VFTO测量方法初探

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。     

电厂中ZF-110型GIS设备出现的问题及处理方法

GIS在国际上称为气体绝缘开关设备(GasInsulatedSwitchgear),它包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等,经优化设计有机地组合成一个整体。     

SF6／N2混合气体的放电特性

为了探讨SF6／N2混合气体代替纯SF6气体作为气体绝缘开关装置（GLS）绝缘介质的可行性,阐述了SF6／N2混合气体放电的基本参数,给出了Wieland插值的适用条件,并对SF6／N2混合气体在不同混合比、电压波形及电压下的放电特性进行了试验研究。研究结果表明：SF6／N2的电晕稳化作用比纯SF6中的要强,当气压较高时,混合气体在高频率快速暂态过电压作用下的击穿电压比低频率作用下的要低,而且均匀场中混合气体的击穿电压与气压基本呈线性关系。所以,在不改变现有GIS结构及尺寸的情况下,可增加混合气体的压强来保证GIS的绝缘强度。     

SF_6/N_2混合气体的放电特性

为了探讨SF6 /N2 混合气体代替纯SF6 气体作为气体绝缘开关装置 (GIS)绝缘介质的可行性 ,阐述了SF6 /N2 混合气体放电的基本参数 ,给出了Wieland插值的适用条件 ,并对SF6 /N2 混合气体在不同混合比、电压波形及气压下的放电特性进行了试验研究 .研究结果表明 :SF6 /N2 的电晕稳化作用比纯SF6 中的要强 ,当气压较高时 ,混合气体在高频率快速暂态过电压作用下的击穿电压比低频率作用下的要低 ,而且均匀场中混合气体的击穿电压与气压基本呈线性关线 .所以 ,在不改变现有GIS结构及尺寸的情况下 ,可增加混合气体的压强来保证GIS的绝缘强度 .     

变压器的过电压现象及其保护措施

变压器运行时,如果电压超过它的最大允许工作电压,称为变压器的过电压。过电压往往对变压器的绝缘有很大的危害,甚至使绝缘击穿。     

变电站电晕放电现象浅析

电力系统中的高压及超高压输电线路导线上发生电晕,会引起电晕功率损失、无线电干扰、电视干扰以及噪声干扰。对于高电压电气设备,发生电晕放电会逐渐破坏设备绝缘性能。电晕放电的空间电荷在一定条件下又有提高间隙击穿强度的作用。当线路出现雷电或操作过电压时,因电晕损失而能削弱过电压幅值。本文主要对电晕放电现象的原理及其形成机制进行分析和说明,并对如何有效地防止电晕放电的产生提出了自己的见解。     

基于触发回路的Marx装置同步性能优化

Marx装置中气体开关的可靠击穿是同步的关键,必须对其触发回路进行研究,使开关能在极短时间内依次连续击穿。利用ATP-EMTP软件进行触发回路的仿真研究,得到模拟实际触发开关中的触发脉冲。通过研究分析触发电缆的长度、波阻抗以及触发电阻对触发脉冲的影响,并结合气体开关的电压建立时间以及触发脉冲波形的要求,给出了Marx装置触发回路合理的参数选择;并仿真产生了符合要求的触发脉冲波形,保证气体开关的可靠击穿与装置的同步性能。     

电力系统铁磁谐振的产生及消除措施

电力系统中有很多铁芯电感元件，当系统发生故障或开关操作时，在外加电源的作用下，这些电感可能与电容（如导线电容）产生铁磁谐振过电压。它会破坏电气设备的绝缘，甚至会烧毁电气设备，严重威胁着电力系统的安全、稳定运行。本文分析了电力系统铁磁谐振过电压的产生原理，产生原因，并提出了具体的防范措施。     

胶带输送机电动机损坏原因分析及预防措施

本文分析了矿用隔爆型真空磁力启动器操作过电压引起电动机绝缘击穿的原因,并提出了相应预防措施。     

VFTO激励下二次电缆终端传导和辐射干扰水平对比研究

气体绝缘变电站(GIS,gas-insulated substation)中隔离开关操作产生的瞬态电磁过程是影响智能组件正常工作的主要电磁干扰源,其在二次电缆的传导耦合和辐射耦合干扰分量大的大小研究较少。通过252kVGIS真型实验平台模拟了变电站VFTO(very fast transient overvoltage)产生电磁干扰;测量了不同屏蔽措施条件下二次电缆两端干扰电压水平,得到了电缆端口干扰电压的时域和频域特性,通过统计分析发现辐射耦合是干扰电压产生的主要方式。因此为保证二次电缆安全稳定工作,变电站二次电缆应采取良好的屏蔽措施。     

40.5kV低SF_6含量气体绝缘金属封闭开关柜样机研制

SF6气体是6种温室效应气体之一,气体绝缘金属封闭式开关设备(C-GIS)目前基本采用SF6气体作为绝缘介质,研制一种减少或杜绝SF6气体使用的低SF6含量气体绝缘开关设备成为当下开关领域亟待解决的问题.基于现有40.5kV SF6气体绝缘开关柜气室建立三维模型,计算其电场分布、载流温升、场强等特性并对存在问题进行仿真优化;确定SF6体积分数为30%、充气压力为0.15MPa的SF6-N2混合气体为开关柜气室绝缘介质;优化设计后气室内电场强度最大值明显降低,隔离断口、接地断口、真空灭弧室绝缘拉杆的电场强度最大值分别由7.28、7.81、8.24kV/mm降至5.05、5.03、4.21kV/mm,1.1倍额定电流时气室内温度最高值为67℃.基于上述结论研制一种40.5kV低SF6含量C-GIS样机,对样机进行工频耐压试验、雷电冲击耐压试验和温升试验,样机无闪络现象发生,温升符合国家标准要求,顺利通过型式试验测试.     

快速暂态过电压的形成机制与抑制方法

为了研究封闭式组合电器(GIS)中隔离开关操作引起的快速暂态过电压的产生机制，采用了探求“激发模式”的思想方法．“激发模式”的分析方法可以抓住产生快速暂态过电压的主要因素，且所生物理图像清晰，非常有益于直接指导GIS的结构设计．通过分析，发现了高压套管电容效应和导体波阻抗跃变2种“激发模式”，由此提出了一种新的快速暂态过电压抑制方法．该方法是在GIS终端加上波阻抗较小的一段导体，以抑制快速暂态过电压．分析表明，这种方法对于抑制GIS端口处的快速暂态过电压是很有效的。     

不同变压器绕组模型对计算快速暂态过电压的影响分析

选取了等值入口电容模型、带损耗的高频模型以及以线饼为单元的等值回路模型,就快速暂态过电压(VFTO)对变压器内部绕组的影响进行了研究,同时研究了这3种不同模型对气体绝缘开关装置(GIS)内部元件处VFTO数值的影响,以及变压器绕组间VFTO的分布.计算结果表明,3种模型对GIS内VFTO的计算数值基本相同,影响VFTO数值的关键因素是变压器的等值入口电容值.     

隔离开关切空载旁路母线的过电压及其危害

利用空载旁路母线的等值电路,论述了用隔离开关切除空载旁路母线时过电压的产生及发展过程,通过典型事故分析了高湿度环境中用隔离开关切除空载旁路母线引起闪络事故的原因。