【正文】 ? ? ?? ?tutuRttIti mkCCkm ????? 1 （ ） 又因為 CtRC 2?? () ? ? ? ? ? ? ? ?? ?ttuttuRttittI mkCkmC ???????????? 1 （ ） 其等值計算電路如圖 b)所示。 經(jīng)過遞推計算，得到如下的電容等值電流源遞推公式 ? ? ? ? ? ? ? ?? ?ttuttuRttIttI mkCCC ???????????? 22 （ ） a) b) 圖 電容的等值計算電路模型 （ 3） 集中電阻原件 R 對于集中的電阻原件 R，如圖 所示。一般而言，電壓等級越高、變壓器的額定功率越大，入口電容相對較大。 500KV 以上的電壓系統(tǒng)中 n=4；220KV 等級一下的電壓等級系統(tǒng)中 n=3； 750KV 電壓等級系統(tǒng)中 K=800； 500KV 電壓等級系統(tǒng)中 K=940； 110KV 等級的電壓等級 K=540。氣體絕緣變電站內(nèi)同軸母線導(dǎo)體、外殼與電纜內(nèi)導(dǎo)體和屏蔽導(dǎo)體的波阻抗可由（ ）和（ ）計算得到： 211 ln60 RRZ ? () R ikm(t) k m uk(t) um(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 21 式中， R1 為屏蔽導(dǎo)體的內(nèi)半徑， R2 為內(nèi)導(dǎo)體的半徑。本文研究的 VFTO 的產(chǎn)生過程是以納秒為單位，而 DS 動作速度較低（通常低速隔離開關(guān)的運動速度為 3～10cm/s），因此納秒級下無需考慮 DS 觸頭分合速度對 GIS 暫態(tài)過程的影 響。 （ 4）斷路器 斷路器 CB 閉合時的對地等效電容為 835pF。本文涉及到的斷路器為雙斷口斷路器，每個斷口的極間電容為 1040pF。 VFTO 的幅值倍數(shù)的一個直接影響因素是母線上的殘余電荷電壓，殘余電荷電壓越高， VFTO 幅值越高。而在電網(wǎng)實際運行工況下，出現(xiàn)這種情況的概率非常小。黑麋峰抽水蓄電站是湖南第一座規(guī)劃開發(fā)的抽水蓄電站，位于湖南省長沙市望城縣橋驛鎮(zhèn)境內(nèi)，電站樞紐建筑物由上水庫、輸水庫、地下廠房系統(tǒng)、下水庫、地面開關(guān)站及中控樓副廠房等建筑物組成。電站地下廠房安裝 4臺單機容量為 300MW 的單級立軸混流可逆式機組，總裝機容量為 1200MW。電站為日常調(diào)節(jié)純抽水蓄能電站，電站建成后將擔(dān)負湖南及華中電網(wǎng)的調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相及緊急事故備用等任務(wù)。 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 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。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(xué)學(xué)士學(xué)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(xué)學(xué)士學(xué)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(xué)學(xué)士學(xué)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(xué)學(xué)士學(xué)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）。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。 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%。 幅值 位置 CB11 CB11 CB12 CB12 CB21 CB12 CB12 CB21 CB12 CB12 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)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(dǎo) GIS 絕緣的設(shè)計。 通過對仿真出的波形進行了簡單的介紹。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(dǎo) GIS 的絕緣設(shè)計。沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)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)。特高壓線路上潛供電弧熄滅特性的分析。北京：水利電力出版社， 1994. [4]羅學(xué)深。北京：中國電力出版社， 1999 [5]黎斌。水利電力出版社。 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。 [10]劉佳，李汶江。重慶電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報， 2020，15（ 3）。 500kV GIS 開關(guān)站快速暫態(tài)過電壓計算及對主變的影響 [J]。 [12]劉青。高壓電器， 2020， 47（ 4）。限制 GIS 中隔離開關(guān)操作引起過電壓的研究。 沈陽化工大 學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 附錄 34 附 錄：不同運行方式 VFTO 波形