【導讀】站在我國電力系統(tǒng)中的應用越來越廣泛。氣體絕緣變電站的特快。GIS在我國特高壓電網(wǎng)中的應用前景使其受關(guān)注不斷提高。超、特高壓GIS絕緣設(shè)計。以550KVGIS為例，首先，部元件的計算模型和具體的等效參數(shù)。據(jù)有關(guān)的論文資料以及電站的電氣接線特點確定GIS的具體操作方式。最后，針對每一種操作方式，計算由隔離開關(guān)操作引起的VFTO值。

　　

【正文】 第四章 550KV GIS中 VFTO數(shù)值計算 25 229732540DS73 96DS CB31 10DS CB31 101052052 281 222 00DS16 40DS71 40DS CB31 10DS CB:3110DS274303442 30DS11CB11DS12DS13CB12DS14DS21CB21DS2245 00DS23CB22DS24DS1DS2DS3 DS4MOA1MOA2 圖 550kV變電站電氣主接線意圖 550KV GIS 電氣接線及隔離開關(guān)的操作方式 根據(jù)上面的電氣主接線圖和 GIS 的布置圖可以得到變電站的操作示意圖。如圖 所示 沈陽化工大學學士學位論文 第四章 550KV GIS中 VFTO數(shù)值計算 26 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t leN u m be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 4 D e c 2 00 7 S he e t o f F i l e : E : \ s pe c i a l t y\ P r o j e c t o f S G \電路 \方式 1\ j i a n hu a d i a nl bD r a w n B y :D S 14C B 12D S 13D S 12C B 11 D S 11D S 21C B 21D S 22D S 23C B 22D S 24出線端D S 1 D S 2 D S 3 D S 4C a b l eG I ST M 1 T M 2 T M 3 T M 4 圖 550kVGIS操作方式示意圖 根據(jù)圖 的 550KV GIS 部署，一共有單機單出線、雙機單出線及四機單出線工況下的共十余種運行方式如下： （ 1） 單機單出線工況： ① 方式 1： CB11， CB12， DS12 斷開，操作 DS11； ② 方式 2： CB11， CB12， CB21 斷開， DS11 閉合，操作 DS12； ③ 方式 3： CB11 閉合， CB12， CB21 斷開， DS22 斷開，操作 DS13； ④ 方式 4： CB11 閉合， CB12， CB21 斷開， DS13 閉合， DS22 斷開，操作 DS14； （ 2） 、 雙機單出線工況 :雙機單出線分為兩種情況一種是同一機組，其操作方式和單機單出線類似。第二種情況是兩臺屬于不同機組的情況，操作方式如下： ① 方式 5： CB11， CB12， DS22 閉合， CB21 斷開，操作 DS22； ② 方式 6： CB11， CB21 閉合， CB12 斷開， DS14 斷開，操作 DS13； ③ 方式 7： CB11， CB21 閉合， CB12 斷開， DS13 閉合，操作 DS14； （ 3） 、 四機雙出線工況： ① 方式 8： CB11， CB12， CB22 閉合， CB21， DS21 斷開，操作 DS22； ② 方式 9： CB11， CB21， CB22 閉合， CB12 斷開， DS13 閉合，操作 DS14； 沈陽化工大學學士學位論文 第四章 550KV GIS中 VFTO數(shù)值計算 27 550KV GIS 計算結(jié)果 根據(jù)上面所述的不同運行工況，我們 通過電磁暫態(tài)分析程序（ EMTP）進行電路模型的搭建，并根據(jù)參數(shù)，對其進行仿真，如圖 和圖 分別為方式 1 和方式 2的電路模型，圖 和圖 分別為方式 1 和方式 2 下 VFTO 幅值最大點波形 圖 方式 1電路模型 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2x 1 0442024時間 ( n s )被測量 (p.u)原始信號波形 ( 時域 )0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10000 . 0 50 . 10 . 1 50 . 2頻率 ( M H z )節(jié)點電壓譜節(jié)點電壓的頻譜 ( 頻域 )圖 方式 1下 CB11處 VFTO波形與頻譜 沈陽化工大學學士學位論文 第四章 550KV GIS中 VFTO數(shù)值計算 28 圖 方式 2 電路模型 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2x 1 0442024時間 ( n s )被測量 (p.u)原始信號波形 ( 時域 )0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10000 . 0 50 . 10 . 1 50 . 2頻率 ( M H z )節(jié)點電壓譜節(jié)點電壓的頻譜 ( 頻域 ) 圖 方式 2 下 CB11處 VFTO波形與頻譜 表 和 為 1 別為 10 種運行工況下，不同操作操作方式，不同節(jié)點的 VFTO幅值及每種操作方式下節(jié)點的 VFTO 最大幅值 沈陽化工大學學士學位論文 第四章 550KV GIS中 VFTO數(shù)值計算 29 表 每種操作方式下隔離開關(guān)操作引起的各個節(jié)點的 VFTO值（單位： .） 測量點 位置 操作方式 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 TM1 2 TM2 — — — — — — — 3 TM3 — — — — — — 4 TM4 — — — — — — — — 5 DS1 6 DS11 7 CB11 8 DS12 9 DS13 — 10 CB12 — — 11 DS14 — — 12 DS2 13 DS21 — — — — 14 CB21 — — — — 15 DS22 — 16 DS23 — — — — — — — 17 CB22 — — — — — — — 18 DS24 — — — — — — — 19 DS3 — — — — — — 20 DS4 — — — — — — — — 21 MOA1 22 MOA2 — — — — 23 PT — 24 出線套管 1 — — — 25 出線套管 2 — — — — — — — 26 Cable1 27 Cable2 — — — — — — 方式 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 沈陽化工大學學士學位論文 第四章 550KV GIS中 VFTO數(shù)值計算 30 表 每種操作方式下隔離 開關(guān)操作引起的的 VFTO最大值位置及幅值（單位： .） 由表 中的數(shù)據(jù)可知： (1)出現(xiàn)在變壓器上的最大過電壓為 （ 485kV，波形與頻譜分析如圖 所示）。只有雷擊沖擊過電壓（ 1550kV）的 %。同時由于 VFTO 對變壓器的影響主要是其高頻振蕩分量對主變匝間絕緣的影響，從頻譜圖上可以看出這個過電壓的頻率集中在 ~3MHz，根據(jù)文獻 [7]這個頻率段的 VFTO 幅值并不高，不足以引起變壓器的匝間擊穿。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。 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2x 1 04 0 . 500 . 511 . 5時間 ( n s )被測量 (p.u)原始信號波形 ( 時域 )0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10000 . 10 . 20 . 30 . 4頻率 ( M H z )節(jié)點電壓譜節(jié)點電壓的頻譜 ( 頻域 ) 圖 10下 TM4端部的 VFTO波形與頻譜分析圖 另外，從表 中還可以看出對于每一種操作方式出現(xiàn)的 VFTO 的數(shù)值都相差不大，最大的過電壓是都出現(xiàn)在斷開的斷路器上，其中在方式 8 下 CB21 斷口的過電壓最大為 （ kV），只有斷路器所允許的雷擊沖擊過電壓（ 1550kV）的%。因此， VFTO 不會因超過斷路器的絕緣水平而損壞斷路器。 幅值 位置 CB11 CB11 CB12 CB12 CB21 CB12 CB12 CB21 CB12 CB12 沈陽化工大學學士學位論文 第五章 總結(jié) 32 第五章 總結(jié) 本課題以 550kV 黑麋峰抽水蓄電站為研究背景，通過對不同運行工況下的 VFTO幅值進行研究，從而指導 GIS 絕緣的設(shè)計。論文首先 對 VFTO 的發(fā)展歷程及 VFTO產(chǎn)生的機理以及 VFTO 的危害進行計算。 通過對仿真出的波形進行了簡單的介紹。隨后對電磁暫態(tài)程序進行了介紹。最后通過電磁暫態(tài)程序分析，得出 VFTO 的幅值，從而確定是否會對設(shè)備本身以及相鄰設(shè)備造成危害，以此來指導 GIS 的絕緣設(shè)計。 本次論文使我學到了很多知識，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 有了詳細的了解。沈陽化工大學學士學位論文 參考文獻 32 參考文獻 [1]林莘，現(xiàn)代高壓電器計數(shù)。北京：機械工業(yè)出版社， 2020. [2] 齊韋夫，何柏娜，林莘。特高壓線路上潛供電弧熄滅特性的分析。第五 屆輸配電技術(shù)國際會議論文集，北京， 2020. [3]邱敏昌， GIS 裝置及其絕緣技術(shù)。北京：水利電力出版社， 1994. [4]羅學深。 SF6 氣體絕緣全封閉組合電器（ GIS）。北京：中國電力出版社， 1999 [5]黎斌。 SF6 高壓電器設(shè)計，北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [6]謝光潤，電力系統(tǒng)過電壓。水利電力出版社。北京。 1985 [7]He Baina， Liu Xin， Xu Analysis of Secondary Arc Extinction Characteristics on UHV Transmission Lines[J].2020 international conference on high voltage engineering and application,2020 [8]Lin Xin ,Geng Zhenxin,Xu jianyuan,et of Series Reactor on Shortcircuit Current and Transisent Recovery Voltage[J].ICHVE 2020 [9]金華峰。 500kV GIS 隔離開關(guān)操作產(chǎn)生 VFTO 研究 [J].湖南電力研究與實驗， 2020，30（ 1）。 [10]劉佳，李汶江。 550kV GIS 中 VFTO 研究 [J]。重慶電力高等?？茖W校學報， 2020，15（ 3）。 [11]鄭必成，傅煜。 500kV GIS 開關(guān)站快速暫態(tài)過電壓計算及對主變的影響 [J]。高壓電器， 2020， 48（ 12）。 [12]劉青。隔離開關(guān)不同操作方式產(chǎn)生的快速暫態(tài)過電壓 [J]。高壓電器， 2020， 47（ 4）。 [13]阮金榮，施圍，王亮。限制 GIS 中隔離開關(guān)操作引起過電壓的研究。高壓電器，2020， 42（ 1）。 沈陽化工大 學學士學位論文 附錄 34 附 錄：不同運行方式 VFTO 波形