隔离开关操作条件下GIS母线高频特性的研究

摘要

GIS变电站中,由隔离开关操作或接地故障而引起的特快速瞬时现象VFT所带来的问题严重影响其安全稳定运行.因此,获取GIS设备在隔离开关操作条件下的相关高频参数特性,对提高GIS的安全可靠性而言具有重要意义.为此,论文分析了GIS母线在隔离开关操作条件下的瞬时特征,确定采用有限元法定量研究其高频特性参数的原则.为研究频率对母线特征参数(单位长度电感、电抗、电阻、电导)的影响,论文采用传输线理论从电磁波的角度阐述了GIS母线参数的定义,并在此基础上建立了GIS母线高频瞬时阻抗计算模型.采用有限元分析软件COMSOL Multiphysics对模型进行求解.计算结果表明:GIS母线的特征参数电感和阻抗总体变化趋势是随着频率的增加而减小;在高频条件下,GIS母线具有明显的集肤效应,并且同一频率下,电导率越大,径向电流密度越大,径向电场强度越小.此外,论文计算了高频条件下GIS母线的损耗情况,计算结果表明在有损介质中,电磁波传播距离越远,幅值越低.