【正文】 ................................. 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(kāi)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(cuò)誤 !未定義書簽。VFTO。s influence on the running safety and reliability also got more and more attention, especially the application foreground of GIS in uhv power grid in our country so that it is increasing attention. In recent years GIS disconnector operation caused by the rapid transient problem bee more prominent, mainly steep wave front overvoltage (VFTO) in GIS39。 關(guān)鍵詞： GIS； VFTO； EMTP。最后，針對(duì)每一種操作方式，計(jì)算由隔離開(kāi)關(guān)操作引起的 VFTO 值。以 550KV GIS 為例，首先，計(jì)算模型及其等效參數(shù)的確定，根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)資料確定主線路和 GIS 內(nèi)部元件的計(jì)算模型和具體的等效參數(shù)。近年來(lái) GIS 隔離開(kāi)關(guān)操作引起的快速暫態(tài)問(wèn)題更加突出，主要是以 GIS 中陡波前過(guò)電壓（ VFTO）對(duì)設(shè)備本身及相鄰設(shè)備的影響，因此通過(guò) VFTO 的計(jì)算以指導(dǎo)超、特高壓 GIS絕緣設(shè)計(jì)。 摘要 隨著我國(guó)電力工業(yè)的高速發(fā)展和電壓等級(jí)的不斷提高，氣體絕緣變電站（ GIS）在我國(guó)電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。氣體絕緣變電站的特快速暫態(tài)過(guò)程對(duì)運(yùn)行安全可靠性的影響也得到了越來(lái)越高的重視，尤其是GIS在我國(guó)特高壓電網(wǎng)中的應(yīng)用前景使其受關(guān)注不斷提高。 首先介紹了 GIS 產(chǎn)生的機(jī)理及其結(jié)構(gòu)和特性，其次是關(guān)于電磁暫態(tài)程序（ EMTP）的學(xué) 習(xí)，最后是對(duì) VFTO 的計(jì)算。其次，確定 GIS 的操作方式，根據(jù)有關(guān)的論文資料以及電站的電氣接線特點(diǎn)確定 GIS 的具體操作方式。 通過(guò)分析對(duì)不同運(yùn)行工況下 GIS內(nèi)部各節(jié)點(diǎn)的快速暫態(tài)過(guò)電壓，從而確定 VFTO 是否會(huì)對(duì)設(shè)備本身以及相鄰設(shè)備造成危害，以此來(lái)指導(dǎo) GIS 的絕緣設(shè)計(jì)。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。s influence on the equipment itself and the adjacent equipment, therefore the VFTO through the calculation to guide, uhv GIS insulation design. First introduces the formation mechanism of GIS and its structure and features, the second is about the study of electromagic transient program (EMTP), and at last the calculation of VFTO. With 550 kv GIS as an example, first of all, the determination of calculation model and the equivalent parameters, according to the current literature to determine the main road and the GIS calculation model and the equivalent parameters of internal ponents. Second, determine the operating mode of GIS, according to the information about the paper as well as the power station electrical wiring characteristics of GIS, the mode of operation is determined. Finally, in view of each kind of operating mode, calculation caused by disconnector operation VFTO values. Through the analysis of fast transient on each node of the GIS within the different operating conditions of the over voltage, so as to determine whether VFTO will cause harm to the equipment itself and the adjacent equipment, so as to guide the design of GIS insulation. Key words: GIS。EMTP。 附 錄：不同運(yùn)行方式 VFTO 波形 .......................................................... 34 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 1 第一章 緒論 概述 全封閉氣體絕緣變電站（ Gas Insulated Substations 也譯作 Gas Insulated Switchgear，簡(jiǎn)稱 GIS）是一種將高壓電器存放于接地的密封金屬殼內(nèi)，以高壓氣體為主要絕緣介質(zhì)的電站。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(kāi)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(chǎng)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(duì)大氣過(guò)電壓的保護(hù)性能好，布局靈活，便于擴(kuò)展等。這與空氣絕緣變電站相比，提高了設(shè)備的可靠性；而與 GIS 設(shè)備相比，省略了封閉式母線，大大節(jié)省了費(fèi)用。計(jì)入地皮費(fèi)、土方開(kāi)挖費(fèi)用后，變電站總投資估計(jì)比用 GIS 省 45%～ 50%，比用 AIS 貴約 30%左右。 HGIS 設(shè)備在我國(guó)的應(yīng)用前景將會(huì)很廣泛。另外，我國(guó)也已經(jīng)有相當(dāng)多的大型水電站、火車變電站采用 GIS 作為出線變電站，例如我國(guó) 西電東送工程中位于黃河上游的拉西瓦水電站，出線平臺(tái)受該電站所處高山險(xiǎn)谷地理位置的限制，為了減少洞穴開(kāi)挖的工程量，也將采用氣體絕緣變電站。 在 GIS 中，由于斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、以及接地開(kāi)關(guān)操作或帶電線路對(duì)地閃絡(luò)，甚至雷電波的入侵，都可能會(huì)在 GIS 內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)上升速度極快（一般為幾到幾十納秒）的電壓陡波，這個(gè)電壓陡波沿著 GIS 管道傳播，遇到波阻抗就會(huì)發(fā)生反射和折射，所有在 GIS 中產(chǎn)生的多次反射和折射的各 行波分量疊加在一起，就會(huì)形成波頭很陡、頻率高達(dá)幾十 MHz 甚至上百 MHz 數(shù)量級(jí)的陡波前過(guò)電壓，俗稱特快速暫態(tài)過(guò)電壓。 GIS 中 VFTO 的危害實(shí)例 （ 1） 1992 年廣東大亞灣核電站在調(diào)試過(guò)程中，進(jìn)行切合空載變壓器的例行操作時(shí)，由于特快速暫態(tài)過(guò)電壓引起 3 350MVA 主變壓器一相主絕緣被擊穿。 （ 4）華東天荒坪蓄能電廠的 500KV GIS 自 98 年以來(lái)，由于隔離開(kāi)關(guān)例行操作，出現(xiàn)了變壓器保護(hù)用氧化鋅避雷器頻繁動(dòng)作的顯現(xiàn)，經(jīng)計(jì)算是由特快速暫態(tài)過(guò)電壓引起的。 由于特快速暫態(tài)過(guò)電壓具有上升時(shí)間短，持續(xù)時(shí)間短，電壓變化快，發(fā)生頻率高等特點(diǎn)，對(duì) 繞組電氣設(shè)備的絕緣具有一定威脅，且在支持絕緣子上和開(kāi)路末端的過(guò)電壓幅值較高，容易引起 GID 內(nèi)部的閃絡(luò)的故障。目前， 330kV 輸電系統(tǒng)已在我國(guó)西北地區(qū)形成主網(wǎng)，我國(guó)其他地區(qū)為 500kV 電網(wǎng)覆蓋。 GIS 技術(shù)的應(yīng)用也將從 1 2 500kV 應(yīng)用于750kV、 1000kV 甚至更高電壓等級(jí)的輸電系統(tǒng) 。在超高壓及特高壓輸電系統(tǒng)中， GIS 等關(guān)鍵設(shè)備的安全可靠性更是超高壓及特高壓電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。 1998 年國(guó)際上還組織了由許多國(guó)家實(shí)驗(yàn)室參加的強(qiáng)大研究隊(duì)伍來(lái)主攻此課題，并對(duì) VFT 對(duì)一次設(shè)備絕緣影響及對(duì)二次回路和 控制、保護(hù)系統(tǒng)所產(chǎn)生的干擾給予很大的關(guān)注。實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)點(diǎn)在于能形象地深入了解現(xiàn)象的發(fā)生過(guò)程，但由于受到實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的限制，很難改換系統(tǒng)的接線和調(diào)節(jié)原件的特性，還有由于在產(chǎn)品設(shè)計(jì)期間更不可能進(jìn)行實(shí)測(cè)?？h長(zhǎng)實(shí)測(cè)，確實(shí)是最可靠的，實(shí)測(cè)結(jié)果固然比較可靠，但代價(jià)卻太高，并且由于安全、測(cè)量設(shè)備精度等方面的原因，所以此方法并沒(méi)有計(jì)算機(jī)模擬應(yīng)用廣泛。 首先，通過(guò)查閱資料對(duì) GIS 分類、產(chǎn)生的機(jī)理和特性進(jìn)行了解。我們通過(guò) EMTP，對(duì)電路模型的搭建及仿真 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 4 最后， VFTO 的計(jì)算。然后，在不同運(yùn)行工況方式下在 EMTP 中分別進(jìn)行電路的搭建及仿真。 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 GIS 隔離開(kāi)關(guān)操作引起的 VFTO 5 第二章 GIS 隔離開(kāi)關(guān)操作引起的 VFTO GIS 中特快速暫態(tài)現(xiàn)象的分類 GIS 中快速暫態(tài)現(xiàn)象來(lái)源于隔離開(kāi)關(guān)、斷路器的例行操作及接地故障，是操 作或故障時(shí)的電弧重燃引起的。 圖 內(nèi)部暫態(tài)是在 GIS 內(nèi)部的暫態(tài)過(guò)程，所形成的過(guò)電壓作用于 GIS 內(nèi)部導(dǎo)體和殼體GIS快速暫態(tài)現(xiàn)象的來(lái)源 隔離開(kāi)關(guān)、斷路器的操作 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)或運(yùn)行過(guò)程的接地故障 快速暫態(tài)現(xiàn)象 內(nèi)部傳播 在 GIS內(nèi)部傳播 外 部傳播 在 GIS外部傳播 內(nèi)部快速暫態(tài)過(guò)程 外殼電壓 瞬變過(guò)程 電磁瞬變過(guò)程 GIS 外部暫態(tài)過(guò)程 TRV 作用于內(nèi)部導(dǎo)體的殼體 VFTO 作用于內(nèi)部導(dǎo)體和殼體 TVE 作用于外殼與地 之間 TEMF 殼體向外輻