交流特高压系统过电压问题研究

摘要

我国第一条特高压交流输电线路在2009年投入运行，虽然在这几年在特高压交流输电方面积累了很多经验，然而对于特高压系统的认识仍然有很多的不足，尤其是因为特高压交流输电线路故障过电压问题比超高压系统更为严重，所以此论文将主要研究特高压交流系统单相接地故障过电压和快速暂态过电压的相关问题。
　　论文主要工作及成果包括三个方面:一是计算得出特高压交流长线路单相接地故障过电压，利用某软件仿真系统，对单相接地故障过电压进行模拟计算，综合各种影响因素后，求出特高压线路单相接地故障过电压的最大值。
　　二是在求取其最大值后，深入探讨相应过电压限制方法。研究发现，采用避雷器(metal oxideattester简称MOA)和高抗联合作用是一种有效的方法，论文详细研究了线路合理的分段方式，从而得出不同的限制水平和线路所能达到的最大长度和合理的分段方式，并为实际运行提供有效的参考。
　　三是重点研究对入侵特高压变压器的快速暂态过电压（Very Fast Transient Over-voltage简称VFTO）波前陡度的限制措施，以对主变纵绝缘进行保护为出发点，制定套管与架空线长度、波前陡度之间的相关参数，提出了如何才能确保过电压的安全距离。
　　最后一部分针对特高压气体绝缘金属封闭开关设备（Gas Insulated Switchgear简称GIS）变电站与开关场部分存在的部分差异，对两者的区别进行探讨，并对两者的GIS的主绝缘、主变的主绝缘和纵绝缘以上三方面进行分析研究，最后提出一些实用性较强的建议。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 论文研究的背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 特高压单相接地故障过电压的研究现状

1．2．2 特高压GIS系统VFTO的研究现状

1．3 论文主要研究内容

第2章 特高压交流单相接地故障过电压计算方法

2．1 特高压交流输电模型的搭建

2．2 单相接地故障过电压的影响因素分析

2．2．1 过电压的计算

2．2．2 各因素影响分析

2．3 过电压极大时的电源阻抗分析

2．3．1 电源阻抗范围的界定

2．3．2 过电压极大值的电源阻抗

2．4 求取单相接地故障过电压最大值的方法总结

2．5 提出的计算方法与常规计算方法的比较分析

2．6 小结

第3章 特高压交流长线路单相接地故障过电压限制研究

3．1 单相接地故障过电压限制方法

3．1．1 使用MOA限制

3．1．2 使用高抗限制

3．1．3 使用高抗和MOA共同限制

3．2 双回线路与单回线路单相接地故障过电压比较

3．3 特高压交流长线路过电压限制措施

3．3．1 分三段长线路的限制

3．3．2 分四段长线路的限制

3．3．3 分五段长线路的限制

3．3．4 线路中间具有落点的情况

3．4 小结

第4章 架空线对入侵特高压主变VFTO波前陡度的限制

4．1 特高压系统对VFTO的限制水平

4．1．1 主变绝缘和GIS主绝缘对VFTO的限制水平

4．1．2 主变纵绝缘对VFTO的限制水平

4．2 特高压GIS变电站和发电厂主接线比较

4．2．1 无GCB特高压发电厂与GIS变电站主接线图

4．2．2 发电机出口带GCB与不带GCB的特高压发电厂主接线图比较

4．3 架空线长度对VFTO波前陡度影响的研究

4．3．1 实验平台

4．3．2 实验结果

4．4 简化的仿真模型

4．4．1 VFTO仿真计算模型

4．4．2 架空线长度与VFTO波前陡度的影响分析

4．5 小结

第5章 1000kV发电厂和变电站中VFTO特性比较

5．1 典型隔离开关操作方式下特高压GIS变电站和发电厂中开关操作顺序

5．2 特高压GIS变电站和发电厂VFTO特性比较

5．2．1 对主变主绝缘和GIS本体主绝缘的影响

5．2．2 对主变纵绝缘的影响

5．2．3 特高压发电厂和GIS变电站中VFTO特性比较总结

5．3 对特高压发电厂和GIS变电站中VFTO的防护措施

5．3．1 GIS主绝缘防护措施探讨

5．3．2 主变纵绝缘防护措施探讨

5．4 小结

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢