基于暂态电压监测的特高压GIL故障定位方法及工程应用

特高压气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)一旦发生绝缘击穿事故,精确定位击穿位置有利于事故抢修和快速恢复送电。该文提出了基于暂态电压监测的特高压GIL故障精确定位方法,并在1100kV苏通GIL综合管廊工程中实际应用,定位系统包括电压传感器、监测终端以及存储控制单元。在GIL交接试验过程中,当GIL内部发生击穿闪络时,该系统均成功触发,完整记录了绝缘击穿时所产生的暂态电压。通过波形分析发现:特高压GIL固体绝缘击穿时,暂态电压的半波陡变时间低于130 ns,并在击穿点和出线套管之间来回传播,形成典型的行波过程。通过暂态行波首次到达GIL两端测点的时间,及暂态电压的行波特征,结合行波传播速度,可计算得到故障点的准确位置,并快速解体检修。通过解体验证结果分析该系统的定位误差低于5m。由此可见,采用基于电容分压的宽频电压传感可实现特高压GIL绝缘击穿故障的快速精确定位,有助于提高特高压输电系统运行可靠性。

分布式暂态过电压在线监测技术在特高压GIS变电站中的应用

特高压变电站已成为我国电力系统中的关键枢纽,因此对雷击损坏的监测和预防至关重要,文中提出一种分布式暂态过电压在线监测技术,将暂态过电压监测设备嵌入于高性能EMC设计的户外柜中并将户外柜就近安置于被测一次设备附近,有效解决了远距离铺设信号电缆造成的信号干扰和失真的问题。系统采用分布式系统架构和分析技术,将局域网络内各测点过电压数据依据IEC 61850传输协议进行汇总,通过后台软件可实现对各测点过电压波形的大数据分析,分析结果可为分析过电压故障和提高一次设备绝缘防护水平提供有效依据。研究成果在贵阳龙山变电站和龙里变电站中得到了成功应用,成功监测到了该区域电网内的过电压故障并进行了故障定位和故障分析,后又在武汉交流特高压试验基地进行了安装和应用,成功采集到了特高压GIS一次设备分合闸操作过电压波形,验证了户外柜EMC设计在特高压变电站运行的可靠性和稳定性。

特高压GIL绝缘击穿时暂态电压时频特征分析

为研究特高压气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal-enclosed transmission line,GIL)在交接耐压试验和运行时绝缘击穿激发的暂态电压特征,利用在1100 kV苏通GIL综合管廊工程安装的超宽频暂态电压监测系统,准确测量了GIL在耐压试验和运行时绝缘击穿所产生的暂态电压。分析了GIL在不同工况下典型绝缘击穿所产生暂态电压时域波形的持续时间、变化陡度以及幅值衰减特征。通过傅里叶变化分析了暂态波形的频域特征,发现特征频率与故障位置紧密相关。最后通过连续小波变换分析了暂态电压的时频特征,发现陡变电压的瞬时频率均超过了3 MHz,可通过暂态电压的时频分布图准确判断GIL是否发生次生放电。通过对暂态电压时域和频域特征分析,有助于弄清GIL绝缘故障时暂态电压行波激发及传播特征,准确评估暂态电压对GIL的绝缘危害,提高特高压GIL运行的可靠性。