GIS中特快速暂态过电压抑制措施研究

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近几十年来,随着电力系统的电压等级逐渐提升,全封闭式气体绝缘变电站(GIS)得到了广泛的应用。而由GIS中隔离开关分、合闸操作产生的特快速暂态过电压(VFTO)引起的问题更加突出,成为了一个不可忽视的问题。VFTO具有幅值较高、频率极高、波头陡度极陡三个特点,对GIS内部设备绝缘和与之相邻的高压设备都会造成巨大的危害,尤其是其极高陡度的波头和极高的频率,极易造成变压器匝间绝缘被击穿。抑制VFTO对于GIS的安全运行十分重要,但现有的抑制措施有着造价昂贵、结构复杂、可靠性差、容易引起谐振等缺点,所以提出一种合理、有效的抑制措施具有非常重要的现实意义。  本文以湖南某500kVGIS变电站为研究背景,用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP搭建该变电站仿真模型,仿真得到变电站内各设备上的VFTO,分析比较了几种现有的VFTO抑制措施的抑制效果。  针对GIS内主变压器入口处的VFTO抑制,本文首先提出采用电力电缆连接GIS主体和主变压器,考虑电力电缆的接地方式对VFTO的影响,并针对电缆的四种接地方式搭建仿真模型,仿真得到了不同接地方式以及不同长度下电缆对VFTO的抑制效果。  其次,提出运用架空线连接GIS主体和主变压器来抑制变压器入口处的VFTO,考虑冲击电晕对VFTO的影响,并针对VFTO的正负极性搭建冲击电晕模型,仿真得到了不同长度的架空线对VFTO的抑制效果。  最后,提出运用一定长度的电力电缆连接一定长度的架空线来抑制主变压器入口处的VFTO,经过仿真,变压器入口处VFTO的幅值、频率、波头陡度都得到了非常理想的抑制,该方法具有较高的工程应用价值。
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