本文關鍵詞：特快速暫態(tài)過電壓特性分析及其數(shù)值仿真研究

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【摘要】：超高壓和特高壓輸電技術的發(fā)展,使得各級變電站廣泛使用全封閉氣體絕緣變電站(GIS, Gas Insulated Switchgear)設備。全封閉氣體絕緣變電站(GIS)中的隔離開關在例行操作過程中會產(chǎn)生一種的特快速暫態(tài)過電壓(VFTO, Very Fast Transient Overvoltage),它具有幅值大、頻率高、波前時間短等特點。它容易引起一系列的電氣絕緣擊穿和電磁干擾等事故,對GIS本體、變壓器及相鄰電氣設備的絕緣安全造成很大危害。實際運行發(fā)現(xiàn),特快速暫態(tài)過電壓對420kV及以上電壓等級的GIS變電站造成嚴重危害。因此,非常有必要對超高壓和特高壓輸電系統(tǒng)GIS中特快速暫態(tài)過電壓展開研究。本文主要研究特快速暫態(tài)過電壓是如何產(chǎn)生的以及特快速暫態(tài)過電壓幅值、陡度和頻率等特征值。重點研究殘余電荷、變壓器影響因素,包括入口電容、電壓的上升時間、GIS的支路長度和開關弧道電阻。進而找尋有效的特快速暫態(tài)過電壓的防護方法。并利用ATP-EMTP電磁暫態(tài)程序仿真特快速暫態(tài)過電壓產(chǎn)生的波形,對波形分析研究。再用ATP-EMTP程序仿真出加防護措施后的特快速暫態(tài)過電壓波形,分別進行分析比較,對比后找出有效的防護措施。從而有效的降低GIS中特快速暫態(tài)過電壓的危害性。本文選取1000kV特高壓輸電系統(tǒng)GIS中產(chǎn)生的特快速暫態(tài)過電壓,對其進行EMTP仿真研究,并重點研究特快速暫態(tài)過電壓的危害性。從而根據(jù)數(shù)值仿真結果提出加500Ω合閘電阻、安裝金屬氧化物避雷器、加鐵氧體磁環(huán)等有效的防護措施。對于未來GIS及相關設備絕緣水平設計和電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟的可靠運行具有重要意義。
【關鍵詞】：GIS變電站 VFTO 隔離開關 ATP-EMTP 防護措施
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM63
【目錄】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 概述10
• 1.2 國內(nèi)外特快速暫態(tài)過電壓的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 特快速暫態(tài)過電壓的研究意義12-13
• 1.4 本文研究內(nèi)容13-15
• 第二章 GIS中的特快速暫態(tài)過電壓15-26
• 2.1 特快速暫態(tài)過電壓的產(chǎn)生機理15-16
• 2.2 特快速暫態(tài)過電壓的特性16-18
• 2.2.1 特快速暫態(tài)過電壓的幅值特性16-17
• 2.2.2 特快速暫態(tài)過電壓的陡度特性17-18
• 2.2.3 特快速暫態(tài)過電壓的頻率特性18
• 2.3 特快速暫態(tài)過電壓的影響因素18-21
• 2.3.1 殘余電荷18-19
• 2.3.2 變壓器的入口電容19
• 2.3.3 GIS的支路長度19-20
• 2.3.4 電壓的上升時間20
• 2.3.5 隔離開關弧道電阻20-21
• 2.3.6 其他因素的影響21
• 2.4 特快速暫態(tài)過電壓的抑制措施21-25
• 2.4.1 快速動作隔離開關21
• 2.4.2 加裝合閘電阻21-22
• 2.4.3 安裝金屬氧化物避雷器22-23
• 2.4.4 鐵氧體磁環(huán)23
• 2.4.5 加裝R-C濾波器23-24
• 2.4.6 耦合電容器24
• 2.4.7 其他防護措施24-25
• 2.5 本章小結25-26
• 第三章 特高壓GIS中VFTO的EMTP仿真研究26-35
• 3.1 電磁暫態(tài)計算常用的系統(tǒng)模型26-28
• 3.1.1 架空線路和電纜26-27
• 3.1.2 變壓器27
• 3.1.3 斷路器和隔離開關27-28
• 3.2 ATP-EMTP電磁暫態(tài)計算程序簡介28-30
• 3.2.1 EMTP簡介28-29
• 3.2.2 ATPDraw簡介29-30
• 3.3 1000kV特高壓變電站仿真建模及分析30-34
• 3.3.1 ATPDraw程序中的仿真模型30-32
• 3.3.2 GIS變電站主要設備上的仿真波形32-33
• 3.3.3 GIS主要設備上VFTO的幅值分析33-34
• 3.4 本章小結34-35
• 第四章 特高壓GIS中VFTO的影響因素仿真研究35-48
• 4.1 殘余電荷對VFTO的影響仿真分析35-38
• 4.1.1 有殘余電荷時的仿真波形35-37
• 4.1.2 殘余電荷下的VFTO最大值分析37-38
• 4.2 入口電容對VFTO的影響仿真分析38-40
• 4.2.1 入口電容增加5000pF時的仿真波形38-39
• 4.2.2 當入口電容增加時VFTO的幅值分析39-40
• 4.3 GIS支路長度對VFTO的影響仿真分析40-43
• 4.3.1 不同支路長度增加對VFTO幅值的影響40-41
• 4.3.2 長度增加60m時的仿真波形41-42
• 4.3.3 增加支路長度時VFTO的幅值分析42-43
• 4.4 開關弧道電阻對VFTO的影響43-46
• 4.4.1 時變電阻模型的仿真波形44-46
• 4.4.2 不同隔離開關模型VFTO的幅值分析46
• 4.5 本章小結46-48
• 第五章 特高壓GIS中VFTO的抑制措施仿真研究48-69
• 5.1 加裝合閘電阻48-53
• 5.1.1 不同時間投入合閘電阻時VFTO的幅值48-49
• 5.1.2 投入合閘電阻后的仿真波形49-52
• 5.1.3 投入合閘電阻后VFTO的幅值分析52-53
• 5.2 安裝金屬氧化物避雷器53-56
• 5.2.1 安裝避雷器后VFTO的仿真波形54-55
• 5.2.2 安裝避雷器后VFTO的幅值分析55-56
• 5.3 加裝鐵氧體磁環(huán)56-59
• 5.3.1 加裝鐵氧體磁環(huán)后VFTO的仿真波形56-58
• 5.3.2 加裝鐵氧體磁環(huán)后VFTO的幅值分析58-59
• 5.4 加裝R-C濾波器59-61
• 5.4.1 加裝R-C濾波器后的仿真波形59-61
• 5.4.2 加裝R-C濾波器后VFTO的幅值分析61
• 5.5 加裝阻波器61-65
• 5.5.1 加裝阻波器后的仿真波形62-63
• 5.5.2 加裝阻波器后VFTO的幅值分析63-64
• 5.5.3 加裝阻波器后阻波器上的仿真波形64-65
• 5.6 簡化接線65-66
• 5.6.1 簡化接線后的仿真波形65-66
• 5.6.2 簡化接線后VFTO的幅值分析66
• 5.7 VFTO的主要防護措施分析66-68
• 5.8 本章小結68-69
• 第六章 結論與展望69-71
• 參考文獻71-74
• 致謝74-75
• 附件75

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 傅鐵軍;王壽民;辛朝輝;項陽;王贊基;孫勇;陳香輝;;超高壓GIS系統(tǒng)操作引起特快速暫態(tài)過電壓VFTO對變壓器影響的研究[J];變壓器;2009年08期

2 劉青;張玉峰;施圍;;800kV GIS中變壓器的VFTO防護的研究[J];高壓電器;2007年02期

3 鄒建華,康寧,李成,王宏;快速暫態(tài)過電壓的形成機制與抑制方法[J];西安交通大學學報;2005年04期

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本文編號：728633