变电站开关操作瞬态电磁环境研究

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1、2011年4月吉林电力Apr．2011第39卷第2期(总第213期)JilinElectricPowerVo1．39No．2(Ser．No．213)变电站开关操作瞬态电磁环境研究ResearchonTransientElectromagneticEnvironmentofSwitchingOperationinSubstation田世杰(华北电力大学，北京102206)摘要：针对变电站开关动作时产生的瞬态电磁环境改变对线路及电气设备的影响，采用通过实验室试验，电磁脉冲模拟器(EMP)模拟开关操作时的瞬态电磁环境，分析传输线及电气设备受到电磁干扰的情况，提出对变电站的电气设备的抗扰

2、度实验应增加瞬态电场测试，以及二次电缆屏蔽层应双端接地并进一步采取相应防护措施等建议。关键词：开关操作；变电所；瞬态电磁环境；抗干扰度；瞬态电场测试Abstract：TransientelectromagneticenvironmentduringswitchingoperationhasbeensimulatedbyindoorEMPequipmentbasedontransientelectromagneticenvironmentchangeanditsaffectonlinesandelectricfacilities．Disturbedsituationoftransm

3、issionlineandelectricfacilitiesareanalysed，andsuggestionsonaddingimmunitytestandsecondarycableshieldinglayergroundingareproposedforfurtherprotection．Keywords：switchingoperation；substation；transientelectromagneticenvironment；immunity；transientelectricfieldtest中图分类号：TM63；TM643文献标志码：A文章编号：1009—5

4、306(2011)02—0020—03电磁环境分为工频电磁环境和瞬态电磁环境。雷电是来自大气层中的频繁且强烈的电磁骚扰瞬态电磁环境包括变电站开关操作时产生的瞬态电源。雷击分为直接雷击和间接雷击。直接雷击是雷场和磁场，以及雷击时产生的脉冲磁场。二次回路受电直接击于输电线路或电器设备，由于避雷针的作到的瞬态电磁环境影响是由两个方面构成，一是以用，直接雷击电气设备的情况在变电站中较少发生；空间电磁脉冲形式直接作用在二次回路中，二是在间接雷击是指雷击附近的物体。雷电放电电流是强一次回路的任何暂态过程都会通过不同的耦合途径烈的骚扰源，在周围空间辐射电磁场，从而使地面上对二次回路产生暂态干扰

5、，对二次设备的绝缘造成的金属导体感应出很高的电压。破坏以及干扰其正常动作Ei]。1．2开关操作引起的暂态干扰特征_2]随着电力系统自动化程度和运行安全要求的不当一次回路开关进行切合操作时，引起回路状断提高，变电站大量采用的的继电保护、控制、通信、态发生变化，从一种稳定状态经过振荡达到新的稳监测等电子设备设备对瞬态电磁环境产生的骚扰更定状态，从而产生暂态过电压。此电压会在电路中产为敏感。因此，开展高压电气设备的开关操作和短路生一个电流和电压衰减振荡波(峰值电流和系统电故障等暂态过程所引起的电磁兼容现象影响研究具压成正比)。振荡频率为：有现实意义。伴随电压等级的升高，瞬态电磁环境的／

6、1厂、—■1作用会更为突出，特别是大型高电压等级的变电站一√～瓦)≈，＼／中电磁兼容性问题的严重性应引起高度重视。如果回路参数和C的数值较小或者切合小电容负载等，则产生频率很高的振荡。这种振荡的频1干扰源的类型及特征率对于GIS可能高达几十兆赫兹。用隔离开关切合空载母线时，断路器触头问将产生电弧重燃，在回路1．1雷击引起的暂态干扰特征中形成一系列高频振荡，断路器的断口之间有灭弧收稿日期：2011—02—15作者简介：田世杰(1986一)，男，在读硕士研究生，主要研究方向为电工理论与新技术。·2O·2011年4月Apr．2011第39卷第2期(总第213期)VoI．39No．2(S

7、er．No．2l3)介质，而且动触头的运动速度比隔离开关快，所以操不同接地方式的感应电压、电流。作时电弧重燃的概率很小，所产生的干扰较隔离开表1列出了模拟开关操作时分别在2根在屏蔽关操作时低得多。这种干扰多见于切除空载线路或电缆的控制室侧感应的共模和差模电压的峰峰值。电容器组以及切合空母线等。其中，共模干扰电压表示芯线对地电压；差模干扰电压表示芯线之间电压。表2列出了应用文献E3]所提2模拟试验出的计算方法得到的合闸初相角不同时不同接地方式屏蔽电缆的控制室侧电磁干扰的峰峰值，其中