500kV智能变电站GIS快速暂态过电压仿真计算分析

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1、2013年8月吉林电力Aug．2013第41卷第4期(总第227期)JilinElectricPowerVo1．41No．4(Ser．No．227)500kV智能变电站GIS快速暂态过电压仿真计算分析AnalysisofSimulationonGISVeryFastTransientOver—voltagein500kVIntelligentSubstation王蔚然(哈尔滨工业大学，哈尔滨l50001)摘要：随着SF气体绝缘开关(GIS)在电力系统的大规模应用，因隔离开关操作产生的快速暂态过电压(VFTO)引起的GIS本体事故呈

2、增加趋势，而目前国内针对超高压智能变电站中VFTO对GIS的影响研究较少。通过按照某500kV智能变电站的实际主接线建立仿真模型，运用EMTP仿真软件模拟2种不同运行方式下GIS中隔离开关操作过程，得出VFTO的特性，为运行生产提供依据。关键词：超高压智能变电站；气体绝缘开关；快速暂态过电压；仿真计算Abstract：Withthelarge—scaleapplicationsofGISinpowersystems，theisolationswitchoperationwhichproducedtheveryfasttransie

3、ntover—voltagecausedseveralaccidentsonGISbody．TheimpactofVFTOonGISEHVIntelligentsubstationhasnotbeenstudied．Inthispaper，toitsimulatedtwodifferentoperatingmodesofisolationswitchoperationinGISwithEMTPsoftware，thatdrawnfeaturesofVFTOandprovidedthebasisforthedailyoperatio

4、n．Keywords：EHVintelligentsubstation；gasinsulatedswitchgear；veryfasttransientover—voltage；simulation中图分类号：TM63，TM501文献标志码：A文章编号：1009—53O6(2013)04—0025—03智能变电站作为智能电网最核心的一环，为智方式下VFTO对GIS设备的影响，为系统的安全运能电网提供标准的、可靠的节点(包括一次、二次和行提供理论依据并提出相应的解决措施。系统)支撑，具有可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线

5、分析决策、协同互动等高级1VFTO对GIS的影响分析功能。目前国内已经建设的智能变电站多采用SF气VFTO是指波前时间在3～100ns范围内的瞬体绝缘开关(G1S)，连接在SF气体绝缘开关的电态过电压。GB311．1—2O12《绝缘配合第一部分定力变压器等输变电设备的绝缘结构耐受快速暂态过义、原则和规则》中称之为陡波前过电压。电压(VFTO)的能力已成为电力运行部门和设备制VFTO其上升时间通常为2～20ns；持续时间造部门十分关注的问题L2培]。以往对VFTO的研究短；VFT0有频率很高的高频分量的特点，一般在主要集中在常规变电

6、站的绕组型设备，高陡度的0．1～100MHz范围内。因此VFTO可能损害GISVFTO能够使绕组匝间绝缘承受严重的过电压。而本体、带绕组的设备和二次设备的绝缘。GIS采用超高压智能变电站GIS中的隔离开关操作时，由于SF作为绝缘介质，比常压下空气绝缘恢复强度高其动作速度较低，会产生幅值较高、陡度很大、频率十多倍，所以需要一定幅值的过电压才能击穿，另一很高的VFT0，严重时可能造成GIS设备的损方面GIS对地电容比架空线路高1～2个数量级，坏[9]。本文以国家电网公司首座500kV试点智能变残余电荷比较大，幅值较高的VFTO会对设备

7、绝缘电站为例，应用EMTP仿真软件仿真计算不同操作造成损伤。对于超高压GIS智能变电站，问题更加收稿日期：2013～06—25作者简介：王蔚然(1991一)，女，硕士研究生，研究方向为智能电网一次设备安全防护。·25·2013年8月吉林电力Aug．2013第4l卷第4期(总第227期)JilinElectricPowerVo1．41No．4(Ser．No．227)突出。因为与常规变电站相比，智能变电站全部采用根据试点变电站的实际接线形式搭建模型如图电子式互感器，其互感器采集单元直接安装在GIS2所示。GIS管线段采用分布参数模型，

8、断路●器采n用2一●本体，受到VFTO的影响而出现失效，合并单元输分级电容模型，计算模拟隔离开关投切过程中的多出不正确，保护告警并闭锁不能正常工作等问题。次燃弧，GIS两侧用电源代替实际连接的变压器及●2●2负载，在高压引线、套管上部、套管末屏、隔