【正文】 高壓電器，2020， 42（ 1）。 [13]阮金榮，施圍，王亮。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， 48（ 12）。 [11]鄭必成，傅煜。 550kV GIS 中 VFTO 研究 [J]。 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）。北京。 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。 SF6 氣體絕緣全封閉組合電器（ GIS）。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：機械工業(yè)出版社， 2020. [2] 齊韋夫，何柏娜，林莘。 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 有了詳細的了解。隨后對電磁暫態(tài)程序進行了介紹。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。因此， VFTO 不會因超過斷路器的絕緣水平而損壞斷路器。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。只有雷擊沖擊過電壓（ 1550kV）的 %。如圖 所示 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。 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。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。上水庫正常蓄水位 ，總庫容量 萬 m3，蓄能發(fā)電庫容 萬 m3；下水庫正常蓄水位為 ，總庫容量 萬 m3，調(diào)節(jié)庫容 萬 m3。 GIS 內(nèi)部元件具體等效模型 及參數(shù)分別見表 和 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 550KV GIS中 VFTO數(shù)值計算 22 表 主要原件的等效模型 元 件 等 效 模 型 備 注 變壓器 等效電感和入口電容 隔離開關(guān) 分閘時，等效為對地電容； 合閘時，等效為短母線 燃弧時的開關(guān) 時變電阻和對地電容 斷路器 分閘時，等效為極間均壓電容； 合閘時，等效為短母線 套管 對地電容 電流互感器 可忽略 電壓互感器 對地電容 避雷器 對地電容 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 550KV GIS中 VFTO數(shù)值計算 23 表 550KV 系統(tǒng)中原件等效參數(shù) 原件 550KV GIS 變壓器 5000pf 斷路器 合閘狀態(tài) — 分閘狀態(tài) 350pf 隔離開關(guān) 分閘狀態(tài) 125pf 燃弧時動側(cè)對地 56pf 燃弧時靜側(cè)對地 134pf GIS管線 63? 波速 296m/ s? 套管 320pf 避雷器 19pf 電壓互感器 400pf 550KV GIS 內(nèi)部 VFTO 仿真計算 550KV GIS 工程概述及電氣接線圖 本文以黑麋峰抽水蓄電站為研究背景。若要計算 VFTO 幅值極限值，則需考慮重燃最嚴重的極端情形，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??） .，負載側(cè)電壓為 .。 （ 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)。斷路器分閘時，需考慮觸頭間的均壓電容。本文取燃弧時的電弧電阻，其中 /0() tTaR t R R e??? ， ??， 1nsT? 。 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，對地等效電容為 386pF；分閘時，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。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。經(jīng)驗公式如下： nSKC?1 （ ） 式中，電容的單位為 pf， S 為變壓器三相容量（ MVA）。由于純電阻集中參數(shù)元件并不是儲能原件，其暫態(tài)過程與歷史記錄無關(guān)，電壓和電流的關(guān)系可以由下列代數(shù)方程式?jīng)Q定： ikm(t) m k + uc(t) uk (t) um(t) uk(t) ikm(t) k m Rc=Δ L/2c um(t) iL(tΔ t) 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 550KV GIS中 VFTO數(shù)值計算 20 ? ? ? ? ? ?? ?tutuRtimkkm ?? 1 （ ） 圖 GIS 部件等效模型及參數(shù) （ 1）變壓器 變壓器的入口等值電容個 1C 與它的電壓等級、容量和結(jié)構(gòu)有關(guān)。其中， CR 和 ? ?ttIC ?? 分別表示電容 C 在暫態(tài)計算時等值電阻和反映歷史記錄的等值電流源。進一步利用對（ 式遞推計算結(jié)果） ? ? ? ? ? ? ? ?? ?ttuttuRttItti mkLkm ??????????? 12 （ ） （ ）式還可以簡化為遞推公式 ? ? ? ? ? ? ? ?? ?ttuttuRttIttI mkLLL ??????????? 22 （ ） a) b) 圖 電感的等值計算電路模型 （ 2） 集中原件電容 C 假設(shè)在兩節(jié)點 k、 m 間有一電容 C，如圖 )所示。因 為它是上一時刻的電流，故稱為歷史電流源。其中， LR 是電感 L 的等值計算電阻，只要時間步長 t? 確定后， LR 即可根據(jù)式（ ）式可得。對于集中原件電感 L，電感上的電壓? ? ? ?dt tdiLtu kmL ? （ ） 或?qū)懗? ? ? ? ?dttuLtdi Lkm 1? （ ） 用數(shù)值計算求解，需要把時間離散成一系列時間間隔 t? 很小的時段，根據(jù) tt ??時刻的 ? ?ttuL ?? 和 ? ?ttikm ?? 來求 t 時刻的 ??tuL 和 ??tikm 。電力系統(tǒng)過電壓計算過程中，通常將變壓器視為集中的電感和電容；隔離開關(guān)燃弧時用一個電弧電阻和集中的等效電容并聯(lián)代替，閉合時視為短母線；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。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 550KV GIS中 VFTO數(shù)值計算 17 第四章 550KV GIS 中 VFTO 數(shù)值計算 GIS 部件瞬態(tài)特性 計算快速暫態(tài)過電壓的關(guān)鍵是獲得 GIS 中元件的暫態(tài)模型和參數(shù)。修改這些參 數(shù)可以通過setting/simulation 下屬菜單選擇，如圖 圖 間隔時間以秒計、仿真結(jié)束時間以分計、 X opt=0 電感以mh為單位、 Copt=1 電容以uf為單位。在建 ATP 文件前，需要制定各種各樣的參數(shù)。 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 運行 ATP 仿真 ATP 文件是一個 ATP 需要來仿真一個電路的文件?？梢酝ㄟ^增加一個測量開關(guān)（ switch）來實現(xiàn)。 File：打開和保存電路文件，新建，輸入 /輸出電路文件，創(chuàng)建附注和元文件 /位圖文件， 打印當前文件并退出 Edit：電路編輯：復(fù)制 /粘貼 /刪除 /多重復(fù)制 /跳過 /旋轉(zhuǎn)，選擇，移動標簽和復(fù)制圖畫到 剪切板和撤銷 /恢復(fù)等等 View：工具欄，狀態(tài)欄和注釋欄開 /關(guān)，縮放，更新和視窗選項 ATP：創(chuàng)建節(jié)點名，制作 ATP 文件，編輯 ATP 文件， ATP 文件設(shè)置，運行任務(wù)。想要移動窗口，在標題文本區(qū)域壓下并拖拽。 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。 ATP— EMTP 是時域計算電 — 機械或電 磁暫態(tài)