【正文】 。這些優(yōu)點(diǎn)主要包括：由于應(yīng)用了絕緣性能和滅弧性能良好的 SF6 氣體，將斷路器、隔離開關(guān)、電壓和電流互感器等設(shè)備都密封在接地外殼中，從而實(shí)現(xiàn)了變電站的緊湊化，減小了變電站場地面積和輔助設(shè)施的建設(shè)費(fèi)用，提高了電氣設(shè)備的運(yùn)行 可靠性和安全性，不易受外界環(huán)境影響，可靠性高，維護(hù)量小，對大氣過電壓的保護(hù)性能好，布局靈活，便于擴(kuò)展等。計(jì)算模型 Abstract With the high speed development of our country electric power industry and the increasing of voltage grade, gas insulated substation (GIS) applications in power system in our country is more and more widely. Fast transient process of gas insulated substation39。氣體絕緣變電站的特快速暫態(tài)過程對運(yùn)行安全可靠性的影響也得到了越來越高的重視，尤其是GIS在我國特高壓電網(wǎng)中的應(yīng)用前景使其受關(guān)注不斷提高。最后，針對每一種操作方式，計(jì)算由隔離開關(guān)操作引起的 VFTO 值。 calculation model 目 錄 第一章 緒論 ................................................................................................... 1 概述 ...................................................................................................... 1 GIS 中 VFTO 的危害實(shí)例 ................................................................. 2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 ............................................................................ 2 本文所做的工作 ................................................................................ 3 第二章 GIS 隔離開關(guān)操作引起的 VFTO..................................................... 5 GIS 中特快速暫態(tài)現(xiàn)象的分類 .......................................................... 5 VFTO 的產(chǎn)生機(jī)理和特性 ................................................................. 6 VFTO 對設(shè)備絕緣的影響 ................................................................. 8 VFTO 的預(yù)防措施及建議 ................................................................ 10 第三章 電磁暫態(tài)程序 EMTP .....................................................................12 程序主菜單 ......................................................................................12 電路的搭建和參數(shù)的設(shè)置 .............................................................. 13 運(yùn)行 ATP 仿真 ................................................................................. 15 第四章 550KV GIS 中 VFTO 數(shù)值計(jì)算 ...................................................... 17 GIS 部件瞬態(tài)特性 ............................................................................. 17 GIS 部件等效模型及參數(shù) ............................................................... 20 550KV GIS 內(nèi)部 VFTO 仿真計(jì)算 ................................................... 23 550KV GIS 工程概述及電氣接線圖 ........................................ 23 550KV GIS 電氣接線及隔離開關(guān)的操作方式 ....................... 25 550KV GIS 計(jì)算結(jié)果 .............................................................. 27 第五章 總結(jié) ................................................................................................ 32 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................... 32 致 謝 ............................................................................ 錯誤 !未定義書簽。我國目前正在進(jìn)行的晉東南— 南陽 — 荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程，計(jì)劃采用 HGIS 設(shè)備。 （ 2）巴西的 Grajau500KV 運(yùn)行期間，因隔離開關(guān)例行操作產(chǎn)生快速暫態(tài)過電壓造成500KV 油紙?zhí)坠艿恼押妥儔浩鞴收? （ 3） 2020 年浙江北侖電廠主變壓器損壞，原因也是因?yàn)榭焖贂簯B(tài)過電壓。電壓等級的提高，意味著絕緣水平的提高。 本文所做的工作 本文以黑麋峰抽水蓄電站為研究背景，運(yùn)用電磁暫態(tài)分析程序（ EMTP）對電路的搭建和仿真，從而得出不同操作方式下的內(nèi)部快速暫態(tài)過電壓（ VFTO），以知道 GIS絕緣的設(shè)計(jì)。各類快速暫態(tài)現(xiàn)象如圖 所示。 下面以圖 所示的隔離開關(guān)典型操作模式為例簡述 VFTO 產(chǎn)生的機(jī)理。這些將依次決定真?zhèn)€暫態(tài)過電壓波形的峰值。其擊穿場強(qiáng) ? ?luE /0 ? 和絕緣氣體的壓lu/? 力成正比。 （ 3） 頻率 VFTO 的頻率范圍非常廣，主要包含三種振蕩頻率分量，幾十到數(shù)百 kHz 的基本頻率，由行波在 GIS 內(nèi)發(fā)展形成的數(shù)十 MHz 的高頻，以及幅值腳底的數(shù)百 MHz 的特高頻。因而無論在 GIS 內(nèi)部或外部，均可能遭受 VFTO 的威脅，在設(shè)備設(shè)計(jì)中必須考慮。 由上式可知，電容器工作電壓升高，可縮短其使用壽命。這一點(diǎn)對直接和非直接連接的變壓器有同樣的危害，只是后者遭受到的 VFTO 電壓頻率較低?？拷鼩んw電場的典型幅值可達(dá)每米數(shù)十千伏。 （ 1）提高觸頭的分合閘速度。 （ 5）采用接地開關(guān)泄放殘余電荷。 圖 ATP主窗口 系統(tǒng)菜單：包括可能的視窗作用：關(guān)閉，調(diào)整大小，恢復(fù)，移動，最小化，最大化或沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 電磁暫態(tài)程序 EMTP 13 調(diào)整大小以及下一步。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 電磁暫態(tài)程序 EMTP 15 運(yùn)行 ATP 仿真 ATP 文件是一個 ATP 需要來仿真一個電路的文件。電力系統(tǒng)過電壓計(jì)算過程中，通常將變壓器視為集中的電感和電容；隔離開關(guān)燃弧時(shí)用一個電弧電阻和集中的等效電容并聯(lián)代替，閉合時(shí)視為短母線；接地開關(guān)、支撐絕緣子均視為集中的對地電容；斷開的斷路器用對地的集中電容代替； GIS 母線采用 Bergeron 模型來表示。進(jìn)一步利用對（ 式遞推計(jì)算結(jié)果） ? ? ? ? ? ? ? ?? ?ttuttuRttItti mkLkm ??????????? 12 （ ） （ ）式還可以簡化為遞推公式 ? ? ? ? ? ? ? ?? ?ttuttuRttIttI mkLLL ??????????? 22 （ ） a) b) 圖 電感的等值計(jì)算電路模型 （ 2） 集中原件電容 C 假設(shè)在兩節(jié)點(diǎn) k、 m 間有一電容 C，如圖 )所示。通常情況下，不同電壓等級變壓器的入口電容如表 . 表 不同電壓等級變壓器的入口電容值 標(biāo)稱電壓/kV 35 110 220 330 500 750 入口電容/pf 500～1000 1000～2020 1500～3000 2020～5000 4000～6000 8000～10000 （ 2） GIS 母線 GIS 母線采用無損均勻傳輸線模型。 （ 5）支撐絕緣子、電壓互感器和避雷器 套管和彎管的對地總電容 200pF，套管本身對地等效電容為 126pF，電壓互感器等效電容為 1000pF，避雷 器等效電容為 30pF （ 6）殘余電荷 從絕緣配合角度而言，人們最關(guān)心 VFTO 的幅值倍數(shù)。電站建成后，以 1 回 500KV 出現(xiàn)一級電壓接入湖南電網(wǎng)的沙坪變電站，輸電距離為 15Km，另預(yù)留 1 回 500KV 備用出現(xiàn)場地。綜合兩方面的原因，操作隔離開關(guān)引起的VFTO 不會對變壓器造成直接危害。 本次論文使我學(xué)到了很多知識，尤其是斷路器和隔離開關(guān)的使用，以及電磁暫態(tài)程序，對 VFTO 有了詳細(xì)的了解。 SF6 高壓電器設(shè)計(jì)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [6]謝光潤，電力系統(tǒng)過電壓。 [11]鄭必成，傅煜。高壓電器，2020， 42（ 1）。高壓電器， 2020， 48（ 12）。北京。北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [2] 齊韋夫，何柏娜，林莘。因此， VFTO 不會因超過斷路器的絕緣水平而損壞斷路器。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 550KV GIS中 VFTO數(shù)值計(jì)算 24 注： 24 為主變壓器； 25 為 SF6/油套管； 26 為電流互感器； 27,37 為隔離開關(guān)； 28,38,39 為接地開關(guān)； 29,40 為 SF6管線； 30,46 為避雷器； 31,32,33,34 為電流互感器； 35 為高壓斷路器； 36 為電磁式電壓互感器； 41 為 SF6/空氣套管； 42 為高壓電纜終端； 43 為高壓電纜； 44 為高頻阻波器；45 為電容式電壓互感器 圖 550kVGIS氣隔圖 圖 為黑麋峰抽水蓄能電站 550kV 變電站電氣主接線圖，其中標(biāo)注了 GIS 內(nèi)部各個元件之間的距離，以及母線和電纜的長度。若要計(jì)算 VFTO 幅值極限值，則需考慮重燃最嚴(yán)重的極端情形，即電源側(cè)電壓為峰值，母線殘余電荷電壓為電源電壓反極性峰值的情況，此時(shí)隔離開關(guān)電源側(cè)電壓為 （ 1 p .u .= 8 0 0 2 / 3 6 5 3 .1 1 8 k V??） .，負(fù)載側(cè)電壓為 .。 外殼導(dǎo)體的波阻抗： 322ln60 RhZ ? （ ） 式中， R3 中為屏蔽導(dǎo)體的外半徑， h 為屏蔽導(dǎo)體的高度 （ 3）隔離開關(guān) 隔離開關(guān)合閘時(shí)，對地等效電容為 386pF；分閘時(shí)，動側(cè)接地情況下，靜觸頭對地電容為 275pF；靜側(cè)接地情況下，動觸頭對地電容為 173pF。其中， CR 和 ? ?ttIC ?? 分別表示電容 C 在暫態(tài)計(jì)算時(shí)等值電阻和反映歷史記錄的等值電流源。對于集中原件電感 L，電感上的電壓? ? ? ?dt tdiLtu kmL ?