论文部分内容阅读
气体绝缘金属封闭式组合电器(gas insulated switchgear,GIS)中隔离开关操作过程中,会发生多次重复击穿,产生特快速瞬态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO),威胁设备绝缘安全。隔离开关装设阻尼电阻是目前工程中主要采用的抑制措施,可有效限制VFTO幅值、降低VFTO频率,但也造成隔离开关尺寸大,结构复杂,造价高等问题。目前在选择VFTO抑制措施时一般忽略隔离开关速度等特性的影响,不考虑所产生VFTO的概率分布特性,可能造成选择VFTO抑制措施时过于保守而经济性较差。隔离开关操作速度对VFTO有重要影响,通过优化隔离开关速度抑制VFTO,以避免装设阻尼电阻等附加抑制元件,有利于提高工程的经济性、可靠性。本论文针对优化隔离开关速度抑制VFTO的机理及其应用方法进行研究。论文研究了隔离开关操作产生VFTO的概率分布特性的仿真方法。给出了特高压GIS设备VFTO仿真模型;分析了隔离开关操作重复击穿过程和影响VFTO概率分布特性的因素,提出了隔离开关合闸、分闸操作过程中VFTO概率分布特性的仿真方法,实现了隔离开关操作过程中VFTO幅值、残压等统计特性的仿真。针对特高压GIS试验回路,对VFTO概率分布特性的仿真和实测结果进行了对比,两者基本相符,验证了 VFTO概率分布仿真方法的有效性。对隔离开关操作重复击穿过程进行了数学描述,研究了隔离开关操作速度对重复击穿过程中残压、VFTO等变化规律的影响,揭示了隔离开关操作速度、击穿电压极性特性等对隔离开关操作重复击穿过程的影响机理。提出了界定隔离开关操作速度快慢的影响因素,确定了通过优化隔离开关速度抑制VFTO的控制条件。通过数字仿真研究了不同隔离开关速度特性、极性特性下VFTO、残压的概率分布特性及其变化规律。数字仿真结果与理论分析相符。结合特高压GIS隔离开关调速试验,进行了仿真实测对比,仿真实测结果相符。两方面结果均验证了理论分析的正确性。研究了通过优化调整隔离开关速度抑制VFTO的应用方法。针对现有结构形式的特高压GIS隔离开关,提出了隔离开关操作速度优化值。提出了考虑隔离开关速度特性的VFTO抑制措施选择方法和流程,结合实际变电站,开展了 VFTO抑制措施选择分析,结果表明在考虑了隔离开关速度特性和VFTO幅值概率分布特性后,有助于避免不必要的抑制措施。