GIS隔离开关操作对二次设备的影响

简述了 GIS内的电磁兼容问题及隔离开关操作产生 VFTO和 TGPR的机理、一次设备干扰二次设备的几种途径。在此基础上总结了现有的各种 VFTO和 TGPR以及二次电缆内干扰电压计算方法 ,并指出其不足 。

罗氏线圈型电子式互感器抗VFTO方案探讨

为解决气体绝缘变电站有源电子式电压互感器在开关操作时因受到快速暂态过电压的影响而导致采集卡损坏的问题,提出一种新型的电子式电压互感器抑阻措施。通过建立电路模型,推导出作用于电子式互感器采集卡上的快速过电压幅值,提出通过增加电子式互感器外壳接地以降低外壳过电压;在电子式互感器一次、二次引出端增加电感元件;同时要求电子式互感器采集卡与一次设备外壳空间距离大于快速暂态过电压的空气击穿距离等措施。该方法可有效避免电子式互感器采集卡损坏的问题,提升电子式互感器抗干扰能力。

一种限制GIS暂态地电位升高的措施

用EMTP程序对用不同的氧化锌避雷器限制GIS内快速暂态过电压的效果进行了计算,并给出了快速暂态过电压与暂态地电位升高的简单算式。同时对某GIS的隔离开关操作引起的暂态地电位升高数值进行了现场测量。提出了用氧化锌避雷器阀片限制GIS暂态地电位升高的措施。

电子式互感器工程应用抗干扰的研究及防护

基于110 kV某智能化变电站投运中隔离开关DS在分合过程中电子式互感器采集卡工作异常导致保护误动的现象,深入分析探讨了导致采集卡工作异常的原因,并给出了提高GIS本体电子式互感器采集卡抗干扰能力的具体措施方法,通过该方法成功解决了投运现场出现的干扰问题。

GIS母线外壳环流与暂态地电位升高现象研究

近年来GIS在电力系统的应用中体现出很大的优越性,我国电压等级较高的变电站都采用GIS形式,我国即将投建的1000 kV变电站也采用了GIS形式。介绍了GIS母线金属外壳环流及暂志地电位升高的特性;分析了分体式连续型金属外壳产生环流的机理和影响外壳环流大小的因素,以及环流对二次设备的影响、对变电站工作人员的人身安全的威胁,并对为降低环流大小而采取的接地方式进行了讨论。

500kV变电站保护小间接地方式的研究

利用矩量法(ＭｏＭ)和快速傅立叶变换(ＦＦＴ),对一个 ５００ｋＶ变电站遭受雷击时接地网的暂态地电位升进行了数值计算。对保护小间内一些关键点的暂态地电位升进行了分析研究。分析结果表明,保护小间内应该铺设接地网,并且保护小间的接地网与主地网应采用四点连接,连接点应该在保护小间的四个角上。

MOA在限制GIS暂态地电位升高中的应用

GIS内部的快速暂态过电压(VFTO),在遇到波阻抗不连续的地方,会发生折反射,从而引起GIS暂态地电位的升高(TGPR)。采用电磁暂态程序(EMTP)计算TGPR的等值计算模型,提出了用金属氧化物避雷器(MOA)限制GIS中VFTO和TGPR,并计算了在不同位置安装MOA对TGPR的影响。结果表明,加装MOA可以有效地抑制TGPR。

接地体附近导体对土壤中冲击电势分布的影响

模拟实际冲击接地实验的构架,采用时域有限差分(FDTD)方法建立计算模型,计算了雷电流冲击下接地体附近土壤中的冲击电势分布情况。计算结果表明:接地体周围土壤中存在的其它金属导体,将改变土壤中的电势分布,导致附近导体与接地体之间的电位差增大,而且,该电位差随土壤电阻率的增大而增大,与附近导体的形状体积也有关。接地体周围土壤中其它金属导体可能使得在所谓的安全距离上的安全裕量减少。

雷击下110 kV共享铁塔的接地可靠性研究

为分析雷击下共享铁塔的电磁暂态特性以及不同接地方案对共享铁塔接地可靠性的影响,首先建立了雷击下110 kV共享铁塔的分流模型,分析了铁塔基数对计算结果的影响;然后计算了共享铁塔的分流系数以及塔顶、接地体的暂态电位、电流分布;最后从地电位升均衡性与铁塔防雷性能角度出发,分析了接地类型、接地网等电位连接点个数、通信设备高度等因素对共享铁塔接地可靠性的影响。结果表明,铁塔共享前后,塔顶与横担位置处的雷电过电压幅值偏差较小,不会影响铁塔的防雷性能;当基站接地网等电位接入铁塔接地网后,地电位升明显降低,电位均衡性提高;通信设备位于塔身时,地电位均衡性较好。该研究结果可为共享铁塔的接地方案设计提供参考。

特高压换流站接地网冲击特性实测研究

当换流站发生雷击、短路故障或开关操作时,接地网可能会受到高频大电流的冲击,由于接地导体的电感效应,使得站内接地网呈现暂态地电位分布不均的现象,这将对站内设备产生影响,尤其是耐压水平比较低的二次设备。目前,接地装置的冲击特性参数主要以仿真计算为主,测试方法多参照工频参数测量方法,但是在实际执行中存在工作量大,输出波形难以保证等问题。该文通过仿真计算,说明了站内布置回流点时接地装置冲击特性参数测试的可行性,提出测试时电流引线及电压参考线的布置方式;测试了特高压换流站暂态地电位分布特性,分析了测试引线高度、测试引线夹角对测试的影响规律,并通过仿真计算验证了测试结果。研究表明:站内布置回流点的接地装置冲击特性测试方法简单易行、安全可靠,可作为一种大型接地网冲击特性参数测试方法,但需考虑不同导体间互感对测试结果的影响,推荐电压参考线应与电流引线垂直,电流引线应距地面1m以上,并避免布置在接地导体的正上方。

冲击泄流时接地体周围电势分布的FDTD分析

仿照冲击接地实验,建立时域有限差分(FDTD)计算模型,计算冲击泄流时接地体周围的冲击电势,给出了多个取样点上冲击电势的时域波形,分析了时域波形及其空间分布特征,得出了冲击电势测量取样点应位于接地体附近,以及土壤电导率越小,冲击电势峰值越高等结论,此研究结果对于科学地设计冲击接地实验具有重要的指导意义。

特高压换流站滤波器场入地冲击电流对二次电缆骚扰特性的研究

为降低冲击电流入地引起的暂态地电位升对二次电缆的骚扰程度、寻求更好的二次电缆接地方式展开了相关研究。针对特高压直流换流站500kV交流滤波器场某控制电缆,开展了基于冲击电流入地的电磁骚扰试验,分析了暂态地电位升对二次电缆的耦合。基于在换流站现场开展的冲击电流入地试验,测试获得了多段二次电缆6种不同接地方式下的骚扰电压,并进行相关对比与分析。建立了多段二次电缆及地网仿真模型,对比仿真结果和实测数据验证了模型的有效性;进而开展了19种不同接地方式的二次电缆仿真计算工作,对比总结出了更好的抑制暂态地电位升对二次电缆骚扰的接地方式。

高土壤电阻率条件下的高压直流输电接地极系统接地电阻限值分析

目前,IEC标准和DL行标均未对接地极的接地电阻提出明确的限值要求,但部分海外工程对接地电阻限值提出了额外要求。当接地极极址土壤电阻率较高时,接地极的接地电阻值也会偏大。因此,调研了国内外大量已建接地极的接地电阻值,存在接地电阻>0.35?并长期稳定运行的案例;通过理论推导和仿真计算,分析了高接地电阻对接地极稳态温升、暂态温升、跨步电位差、接触电位差、损耗、周边变压器直流偏磁等方面的影响;结合巴西美丽山二期特高压直流输电工程里约接地极的设计案例,得出当设计合理时,接地电阻偏高不会影响接地极安全稳定运行的结论;基于不同的接地极设计方案对比可知,不限制接地电阻可以在确保接地极安全稳定运行的同时大幅节省工程投资。

电磁干扰对智能高压开关二次设备的影响研究

智能一次设备在智能变电站的推广应用,为电力系统引入了大量的二次设备,其工作于一次设备产生的强电磁干扰环境中,易于受到一次设备侧强干扰的影响而发生故障。由隔离开关触头操作引起的暂态地电位升高,其产生的过电压幅值更高,对二次设备可能产生的干扰也更大。文中对252 kV智能GIS隔离开关开合母线充电电流试验中二次设备信号线上产生的电磁干扰进行了测量,并对数据进行了分析,表明:TEV传播至二次设备处会造成比较高度耦合电压,试验中实测超过1 kV,可能造成二次设备的误动或故障;采用浪涌保护器吸收二次设备信号传输线上的电压行波,能够有效降低正负两方向的最大电压幅值,抑制效果超过30%。

雷电——工频联合加压下1100kV GIS壳体暂态电位分布及接地方式的研究

为了研究1100 kV气体绝缘金属封闭开关设备在雷电—工频联合加压试验过程中由短时燃弧引发的壳体暂态电位升高的电位分布情况,文中采用导体传输线理论对雷电—工频联合加压试验回路各组成部分以集中或分布参数等效,特别地将壳体绝缘法兰等效成串联电容,建立了试验回路的暂态模型并进行仿真。将仿真计算结果与试验数据进行对比,验证了模型的准确性;分析了1100 kV GIS试验回路壳体暂态电位分布规律并且对接地线型式和接地方式进行了合理选择,最终证实铜箔接地对暂态电压幅值和频率的抑制具有良好效果。

线路接地故障对源端变电站接地系统的影响

输电线路接地故障的短路电流回流将在源端变电站接地网产生较高的暂态电位差和内部转移电位差,可能引发接地系统问题,对接地网均压、电气完整性和绝缘提出较高的要求。本文以接地运行变压器引发转移电位差而导致油色谱装置输油管放电烧蚀漏油、变电站内部参考电位引发转移电位差而导致火花放电草地起火,以及暂态电位升高风险点引发接地系统故障等典型事件为案例,对暂态地电位升不均匀性分布进行计算分析,指出线路故障期间的源端变电站网内暂态转移电位差可达到数千伏的水平,具备触发火花放电或绝缘击穿的条件,给站内绝缘薄弱点带来运行风险,提出对站内转移电位危害的高风险点加强与主接地网连接的电气导通性和做好隔离的有针对性的防范措施。

环形金属回流极对接地装置暂态特性的影响

针对接地装置冲击暂态特性进行试验是最直接和最有效的研究方法。冲击电流在流经接地装置后,应使其通过阻抗较低的回流路径返回冲击电流发生器。该文基于CDEGS软件,计算分析了环形金属作为回流极时对接地装置地电位升的影响;同时,对金属回流环作为参考极时的补偿效果进行了讨论;进而还分析并指出了使用金属回流环时存在参考点的充要条件。研究表明:环形金属回流极拉低了接地装置电位;金属圆环作为回流极时,空间内是否存在参考极与土壤电阻率密切相关。

气体绝缘开关装置中暂态地电位升高的抑制

应用电磁暂态程序研究了几种抑制G IS中暂态地电位升高措施的效果,提出了一些应注意的问题,如出线套管处应加强接地,绝缘法兰两端应加装并联电容,加装氧化锌元素等,供工程应用中参考。