220kV GIS外壳暂态过电压计量和抑制方法分析

摘要

近年来，气体绝缘变电站(GIS)以结构紧凑、体积小、占地少、运行可靠、维护工作量少及对环境污染少等特点，在电力系统中得到了越来越广泛的应用。但正是由于其结构紧凑的特点，当进行隔离开关、断路器等开关设备的操作时使得GIS中存在快速暂态(VFT)过程。VFT过程一部分发生在 GIS内部，产生影响 GIS内部设备绝缘的快速暂态过电压（VFTO），另一部分发生在 GIS壳体与大地之间，产生影响 GIS二次设备正常工作的外部过电压，即暂态壳体电位升高（TEV）。TEV的存在会对电力设备通信及其内部绝缘产生威胁，需要对其产生原因及传播机理进行分析。
　　TEV会受到包括GIS布置、内部结构、接线方式及外部设备等多方面因素的影响。建立暂态电路模型和确定阻抗参数，是分析气体绝缘变电站（GIS）中TEV幅频特性的基础，本文应用矩阵分割方法确定不同变电站结构下GIS的内、外部各电力设备在暂态波作用下等效暂态阻抗参数，为TEV的计算提供基础支撑。
　　此外，本文充分考虑GIS外壳暂态过电压传输特性，得到外壳损耗的计算方法以及温升特点的构建方法。得到了异相外壳短接与不短接两种工况下外壳温升情况，应用实际测量方法对三相外壳损耗进行分析，验证了GIS外壳温升模型的可靠性。TEV除了会造成温升给内部绝缘造成损伤之外，暂态电压/电流辐射电磁场还会沿着高张力的气体绝缘系统进行传播，对变电站内二次设备的安全运行也是隐患，文中计算了在不同结构下由于快速暂态电流产生的电磁场辐射，给出有利于限制辐射等级布置方式。在实际测量的基础上给出了TEV暂态电磁场抑制方法。

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第一章 绪 论

1.1国内发展的现状

1.2 VFTO和TEV特性的国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第二章GIS内部电力设备等效模型

2.1 GIS内部设备的频率相关参数：矩阵分割技术

2.2 GIS外部参数计算

2.3 无源性与耗散性

第三章220kV GIS的TEV与温度测量

3.1 外壳损耗的判定

3.2 模拟方法用于确定损耗

3.3 短接模型的数学推导

3.4计算外壳的瓦特损耗

3.5实验确认以及精确度

3.6外壳短接与不短接情况的比较

3.7GIS场测试的综述

第四章 外壳暂态过电压抑制

4.1 气体绝缘槽模型

4.2 母线槽的屏蔽效应

4.3 高斯衍生电流激励方法

4.4 短时间正弦电流激励方法

4.5 母线槽电磁屏蔽效应参数设计

4.6 暂态磁场的增加

第五章 结论

参考文献

个人简历、攻读学位期间的研究成果

致谢

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