特快速瞬态过电压和雷电冲击作用下特高压GIS绝缘特性

随着电压等级的提高,气体绝缘开关设备(GIS)的额定雷电冲击(LI)耐受电压和特快速瞬态过电压(VF-TO)水平的差异越来越小,由VFTO引起的绝缘事故也日益严重。为研究特高压GIS在VFTO下的绝缘耐受水平,设计了VFTO模拟产生装置,研究了不同气压下SF6棒-板和球-板间隙在VFTO和雷电冲击下的绝缘特性。实验结果表明:稍不均匀电场间隙在VFTO下的击穿电压高于雷电波;对于高气压下棒-板间隙,负极性VFTO下的击穿电压和伏-秒特性曲线位于雷电波之下;雷电冲击下棒-板间隙极性效应在一定的气压下会出现反转现象。分析表明:在不同冲击波前和振荡波尾的VFTO和雷电波作用下SF6气体间隙击穿特性的差异与放电过程中空间电荷行为的差异有关。

特快速瞬态过电压作用下金属氧化物电阻片响应特性试验

依据特高压气体绝缘的金属封闭式组合电器（gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS）中特快速瞬态过电压（very fast transient overvoltage,VFTO）试验平台实测VFTO波形特征,确定金属氧化物电阻片（metal oxide varistors,MOV）试验平台波形参数,设计搭建了电压波头时间为20 ns的特快波前冲击电压试验回路,选取5种用于超/特高压的典型MOV作为样本,试验研究了MOV在电压波头时间为20 ns、电流峰值范围在0.5~2.5 k A特快波下的伏安特性。试验结果表明：与标准雷电冲击波下MOV残压相比,VFTO下MOV的残压上升约14.7%到18.2%;特快波前冲击电压作用下MOV存在一个阻抗转折电压U0,在U0电压下,MOV呈现阻性,当电压峰值小于U0时MOV呈现出容性阻抗特征,当电压峰值大于U0时MOV呈现出感性阻抗特征;U0/U1m A与MOV形状尺寸关系不大;MOV电压、电流同时响应,零点位置相同,电压与电流响应时间不存在延时效应,MOV即时响应。

特高压操作过电压类型及其控制指标

目前操作过电压已成为影响电站正常运行的重要不良因素之一。针对沪西特高压变电站的设备特点将可能出现的操作过电压分为合闸和重合闸空载线路过电压、接地故障过电压、清除故障过电压、合空载变压器过电压、特快波前瞬态过电压（VFTO）等。论述了各种过电压类型出现的原因，过电压特点和保护措施并结合特高压交流输电特点给出相应计算，旨在为研究特高压变电站过电压在线监测方法提供理论支持，亦为检修人员判别故障原因、进行过电压事故分析提供科学依据。

特高压半封闭气体绝缘组合电器的暂态电压仿真分析

特高压系统的电压等级高、容量大,暂态电压现象严重。为了提高特高压系统暂态电压计算的准确率,结合我国某特高压开关站建立半封闭气体绝缘组合电器(HGIS)系统整体模型。根据多导体传输线理论和相模变换方法,建立了HGIS外壳传输特性模型。除此之外,采用π型等效电路表示接地体单元,并结合HGIS内部暂态模型,详细计算了隔离开关操作时产生的特快速瞬态过电压(VFTO)和暂态壳体电压(TEV),分析了HGIS内部关键设备处VFTO和相应壳体上TEV的最大值和频谱特性,进一步分析了不同壳体接地方式和接地网对VFTO和TEV的影响。研究结果表明:在考虑接地网的情况下,VFTO的最大值为1 296kV,TEV的最大值为83kV,都要比不考虑接地网时的最大值小,且良好的接地方式是降低特高压HGIS系统暂态电压的有效方法。研究结果可供HGIS设计和相关电气设备绝缘结构设计参考。

金属氧化物避雷器在陡波下的试验与模型分析

为研究金属氧化物避雷器(MOA)在特快速瞬态过电压(VFTO)陡波下的响应特性,设计制作了陡波电流源装置,并对MOA阀片进行了陡冲击电流波下的残压试验研究。结果表明VFTO下阀片残压较雷电残压增加20%左右。对现有的MOA陡波模型进行了概要总结,并分析了IEEE推荐模型和东芝提出模型的参数计算和适用范围。应用2种模型对252kV GIS试验回路中安装MOA的VFTO特性进行了初步仿真计算,初步结果表明模型参数的取值对计算结果有较大影响。因此MOA对VFTO的抑制作用需试验验证。

特高压GIS变电站VFTO仿真计算研究

气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)中的隔离开关投切空载短母线时会产生陡波前、高幅值的特快速瞬态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO),对GIS及其连接的设备产生危害,严重影响设备的安全运行。通过电磁暂态程序(electro-magnetic transient program,EMTP),针对我国"皖电东送"工程某特高压变电站开展了仿真研究,并对影响VFTO的几种因素进行分析。结果表明,母线拓扑结构和残余电荷电压对VFTO影响较大,通过合理设计隔离开关可减小残余电荷电压水平,从而显著降低变电站VFTO水平。