500 kV GIS變電站快速暫態(tài)過電壓研究

劉 玉，魯海亮，劉文博，陳小月，藍(lán) 磊，文習(xí)山

（武漢大學(xué) 電氣工程學(xué)院，武漢430072）

500 kV GIS變電站快速暫態(tài)過電壓研究

劉 玉，魯海亮，劉文博，陳小月，藍(lán) 磊，文習(xí)山

（武漢大學(xué) 電氣工程學(xué)院，武漢430072）

GIS變電站中開關(guān)操作引起的快速暫態(tài)過電壓易對高壓設(shè)備特別是變壓器產(chǎn)生威脅，針對此問題，采用EMTP/ATP對500 kV變電站進(jìn)行建模計(jì)算，為提高計(jì)算精度，隔離開關(guān)燃弧采用動(dòng)態(tài)電弧模型，為分析VFTO對變壓器匝間絕緣的影響，變壓器繞組采用等效電路模型。計(jì)算比較了變壓器側(cè)開關(guān)操作和母線帶電時(shí)母線側(cè)隔離開關(guān)操作產(chǎn)生的VFTO幅值、波形和頻譜，并評(píng)估VFTO對設(shè)備主絕緣的威脅，結(jié)果表明母線帶電時(shí)母線側(cè)開關(guān)操作在開關(guān)設(shè)備上產(chǎn)生的VFTO較為嚴(yán)重；同時(shí)計(jì)算了變壓器繞組內(nèi)VFTO的分布，結(jié)果表明，高頻電壓主要集中在繞組入口近端線餅和線匝上，1至2匝間電壓最大，占入口電壓的5.9%。

VFTO；動(dòng)態(tài)電弧模型；操作方式；匝間電壓分布；絕緣配合

0 引言

氣體絕緣變電站中的隔離開關(guān)設(shè)計(jì)要求在斷路器斷開的情況下具有切合小電容電流的能力，開關(guān)操作時(shí)會(huì)產(chǎn)生幅值較大（最高3 pu）、頻率極高（最高可達(dá) 100 MHz）、波前時(shí)間在 ns 級(jí)（3～100 ns）的快速暫態(tài)過電壓[1－2]。由于隔離開關(guān)的分合速度相對于系統(tǒng)頻率來說很低，而它又沒有專門的滅弧裝置，所以在切合小電流的過程中，會(huì)產(chǎn)生重?fù)舸┖皖A(yù)擊穿的多次重燃現(xiàn)象。所產(chǎn)生的階躍電壓行波通過GIS及與之相聯(lián)的設(shè)備傳播，而GIS的結(jié)構(gòu)緊湊，相應(yīng)的線路長度較小，在每個(gè)阻抗突變處產(chǎn)生反射和折射，使波形畸變，引起陡波前過電壓[3]。……