GIS变电站智能组件抗传导干扰性能研究

摘要

随着智能变电站的建设并投入使用，变电站智能组件的电磁兼容性能问题越来越突出。尤其是GIS变电站，其开关操作引起的VFTO传导干扰十分严重，有可能损害智能组件，使二次系统或监测系统发生误动、误判，严重影响智能组件的安全运行。此外，智能组件在长期的运行过程中，受到电磁环境、气候温度变化、污秽等多种因素的影响，智能组件及其相应的滤波装置的元器件参数会因老化等原因不可避免地发生变化，智能组件的电磁兼容性能下降，给智能组件的安全运行留下隐患。因此，研究GIS智能组件的抗传导干扰措施，以及智能组件电磁兼容性能的测试方法，及时了解智能组件的电磁兼容性能，预防智能组件的电磁兼容性故障，对GIS的安全运行具有重要意义。
　　本文针对GIS智能组件的电磁兼容问题开展以下三个方面的研究工作。
　　其一，分析GIS开关操作产生的VFTO对智能组件的传导干扰，通过搭建VFTO对智能组件传导干扰的ATP-EMTP仿真模型，仿真研究了GIS外壳接地阻抗、智能组件的位置以及智能组件外壳的耦合电容等因素对VFTO对传导干扰的影响。
　　其二，分析了VFTO传导干扰抑制措施，分析计算了抑制VFTO传导干扰的EMI滤波器的频率特性及插入损耗，并采用ATP-EMTP进行仿真，结果表明该滤波器可以有效的抑制进入智能组件的VFTO传导干扰。
　　其三，分析了滤波器、智能组件与外壳耦合电容等参数变化对VFTO抑制效果的影响;针对智能组件及滤波器元器件参数在长期运行过程中因老化或其他因素的影响发生变化，致使其电磁兼容性能下降的问题，采用测量智能组件端口输入阻抗的方法在线检测智能组件的抗传导干扰性能。该方法采用注入高频参考信号，然后测量被测设备上响应电压、电流的幅值与相位，分析计算这种信号作用下滤波器及智能组件的高频阻抗特性，通过其阻抗特性来分析滤波器及智能组件的电磁兼容性能。实验室模拟测试结果表明该检测方法合理可行，通过测量高频阻抗特性可以有效判断智能组件抗传导干扰性能，对解决智能组件的电磁兼容问题提供了方法和手段。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状及发展动态

1．2．1 GIS变电站

1．2．2 智能组件

1．2．3 GIS变电站电磁兼容研究现状

1．2．4 GIS变电站VFTO研究现状

1．2．5 VFTO对智能组件的影响

1．3 本文主要工作

第二章 GIS变电站过电压对智能组件的影响

2．1 智能组件电磁兼容性能要求

2．1．1 电磁兼容基本概念

2．1．2 电磁干扰

2．1．3 电磁干扰防护措施

2．2 操作过电压对智能组件的影响

2．2．1 VFTO产生机理

2．2．2 VFTO干扰传播途径

2．2．3 VFTO干扰耦合方式

2．3 VFTO传导干扰ATP-EMTP仿真模型

2．3．1 GIS变电站VFTO仿真

2．3．2 GIS变电站智能组件仿真模型搭建

2．4 本章小结

第三章 抑制VFTO传导干扰EMI滤波器设计

3．1 抑制VFTO传导干扰滤波器设计

3．1．1 滤波器工作原理

3．1．2 滤波器参数计算

3．2 抑制VFTO传导干扰滤波器参数选定及仿真验算

3．2．1 滤波器参数选定与模型搭建

3．2．2 抑制VFTO传导干扰效果仿真

3．3 本章小结

第四章 GIS智能组件抗传导干扰性能检测

4．1 GIS电磁兼容性能变化情况

4．1．1 滤波器参数变化对电磁兼容性能的影响

4．1．2 智能组件参数变化对电磁兼容性能的影响

4．2 智能组件电磁兼容性能实时检测原理

4．2．1 信号注入方案

4．2．2 设备高频响应在线检测方法

4．2．3 高频阻抗特性测试方法

4．3 高频阻抗特性在线检测方法实验论证

4．4 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A (攻读学位期间发表的论文目录)

附录B (攻读学位期间参与的科研课题)