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GIS中的隔离开关操作所产生的特快速暂态现象(VFT)会在GIS中产生特快速暂态过电压(VFTO),威胁着GIS设备的绝缘;另一方面也会引起特快速暂态电流(VFTC),造成暂态磁场问题,从而影响二次设备的运行。因此,有必要对GIS中特快速暂态现象进行深入研究。 本文首先综述了GIS中隔离开关操作产生内部电磁暂态的产生机理及其危害,总结了目前国内外相关研究中所采用的研究方法和研究结果现状;选择了计算机仿真的研究方法,介绍了相关仿真模型的建立原则,并深入地探究了已有的隔离开关燃弧模型,分析了现有各种模型各自的优势和不足之处。然后根据电弧发展的动态物理过程,提出一种改进型的隔离开关燃弧模型,用以更准确地模拟隔离开关操作过程中单次燃弧过程。利用该模型计算了1100kVGIS试验回路中隔离开关操作产生的VFTO,并比较了这种改进型电弧模型与传统电弧模型计算结果的差异,对比试验波形对改进型电弧模型进行了有效性验证。 本文以某1100kVGIS为研究对象,结合改进型燃弧模型利用ATP-EMTP软件计算了该GIS在不同操作方式下的VFTO。仿真结果表明:单主变单出线运行方式下的VFTO幅值高于其他运行方式;相同运行方式下隔离开关的分闸操作所产生VFTO幅值高于合闸的情形。当隔离开关两端连接较长母线时,电压陡波的折、反射次数会明显增加,因而该隔离开关的操作产生过电压幅值将高于其他情形;VFTO幅值在距离隔离开关最近的断路器断口处达到最大,并随着与被操作的隔离开关距离的增大而降低;VFTO陡度会随着与被操作的隔离开关距离的增大而减小,在隔离开关负载侧达到最大值。 最后,本文结合上述改进型电弧模型研究了特高压GIS中VFTC的特性,并分析了隔离开关加装阻尼电阻对VFTC的抑制作用。加装阻尼电阻后,VFTC的衰减速率大大提高,衰减持续时间显著变短。阻尼电阻对VFTC的幅值有一定的限制作用,VFTC的幅值随着阻尼电阻的增大而减小。但阻尼电阻的值并不是越大越好,当增大到约500Ω以后,VFTC幅值减小的幅度越来越小,即抑制作用越来越有限。