快速暂态过电压

摘要： 电磁瞬态过程造成的绝缘故障是变压器各种故障中比较常见的一种,其中就包括雷击输电线路产生的雷电侵入波。文章开展变压器暂态电压传输特性测量试验技术研究工作,总结出变压器暂态电压传输特性试验方法,设计几种典型结构变压器的试验线路,并在实际产品上进行验证。本方法能够准确测量变压器暂态电压传输特性数据,该数据不仅为产品绝缘机构优化设计提供参考,还能作为变压器安装时低压侧线路阻抗设计提供参考数据,具有较高的工程实践价值。

摘要： 内置式VFTO的测量传感器体积大、安装困难,不适用于在运的特高压GIS。针对以上缺陷,文中设计了一种适用于GIS金属法兰孔处的VFTO测量系统。该系统采用FPC电容分压与二次阻容分压器结合的方案,实现了GIS外置小型化的VFTO测量。根据金属法兰孔的尺寸及测量系统的性能要求,对FPC进行结构、尺寸设计,研制了电容分压探头。为改善测量系统的性能,设计了宽频阻容分压器,并通过实测的方式对匹配电阻与同轴电缆的参数进行优化。试验结果表明,VFTO测量系统的带宽为22.45 Hz~111.45 MHz,分压比为112790,可以准确溯源波形,满足VFTO测量要求。

摘要： 为清楚了解全封闭式气体绝缘变电站开关操作空间特快速瞬态电磁场的骚扰特性,在550kV全封闭式气体绝缘变电站真型试验平台上开展特快速瞬态辐射电磁场的试验研究,测量空间辐射电场骚扰波形.论文介绍了试验测量系统,包括特快速暂态过电压、电磁场联合测量系统的快速暂态过电压测量、电磁场测量、同步触发系统和光纤传输控制系统.给出了试验操作流程,并对测量结果进行了统计分析.得到了瞬态辐射电场脉冲群持续时间、脉冲个数,微脉冲持续时间、电场幅值等骚扰特性.对电场微脉冲波形进行频谱分析,并统计主要频点出现的概率.试验结果表明,电场脉冲群持续时间的范围为59ms-157ms,脉冲个数为40个-83个,微脉冲持续时间为4.584μs-9.592μs;辐射电场频率成分非常丰富,1MHz、7.5MHz、15MHz、20MHz和46.5MHz等频率出现概率较高.

摘要： GIS内开关操作引起的快速暂态过电压(VFTO)严重威胁到电力系统运行的安全性,为了找出产生VFTO的原因,针对某110 kV GIS,确定了相关参数,利用ATP-EMTP软件建立了仿真模型,分析了不同类型开关操作下GIS内部各节点的VFTO.研究结果显示,分闸操作比合闸操作产生的VFTO幅值大,隔离开关操作产生的VFTO幅值远大于其他操作,切换母线操作产生的VFTO较严重,母线端部和被操作开关处VFTO幅值远高于其他节点,最大值可达到2.382 p.u..

摘要： 盆式绝缘子内部存在气泡缺陷是引起局部放电和沿面闪络的重要因素,为研究气泡对盆式绝缘子电场分布的影响,采用ANSYS有限元分析软件建立存在气泡缺陷的盆式绝缘子三维仿真模型,分别研究快速暂态过电压和工频电压作用下,气泡大小、位置对盆式绝缘子电场分布及沿面闪络的影响。结果表明:气泡缺陷会引起盆式绝缘子电场畸变,最大电场强度比无气泡缺陷时增大了30%左右,且气泡越靠近金属端,盆式绝缘子电场强度越大。电场畸变主要出现在气泡缺陷附近,畸变程度与气泡尺寸、径向距离及距表面的距离有关。

摘要： 针对近几年国内特高压GIS设备启动调试过程中在断路器合闸冲击空载母线时造成绝缘击穿事件,参考特高压GIS断路器特性,建立电磁暂态仿真模型,研究了断路器预击穿对特高压GIS母线快速暂态过电压的影响,得到以下结论:①在断路器合闸空载GIS母线时,不考虑断路器预击穿,则2%统计过电压为1.58 p.u.,考虑预击穿现象后,其最高可达1.8 p.u.;②根据仿真计算,特高压断路器合闸空载GIS母线暂态过电压的首波上升时间约为0.3μs,小于标准雷电冲击波的上升时间;③断路器合闸空载GIS母线暂态过电压虽没有超过GIS设备的操作冲击耐受水平,但可激发GIS母线的隐性缺陷,引起绝缘事件。根据仿真计算结果和国内外对GIS设备绝缘特性的研究,对预防此类绝缘击穿事件提出了意见和建议,对交流特高压GIS设备的设计和绝缘事故预防具有一定的参考价值。

摘要： 气体绝缘变电站(Gas Insulated Substation,GIS)设备模型的选取是快速暂态过电压(Very Fast Transient Overvoltage,VFTO)仿真计算的关键,断路器作为GIS主要的电气设备,其模型及参数的选取必然会影响VFTO的仿真结果.为此文中利用EMTP-ATP软件对1 100 kV变电站进行建模,建立了考虑断路器结构的暂态仿真模型,分析断路器结构参数对VFTO的影响.结果表明,合闸电阻对VFFO的幅值具有明显的抑制作用;随着断路器并联电容的增大系统中VFTO幅值呈减小趋势,主要频率和频率幅值减小;断路器对地电容变化对不同节点处VFTO的影响程度不同;空载母线变化对母线端部和断路器处的VFT0影响最大.

摘要： 气体绝缘变电站(gas insulated substations,GIS)的开关操作引起的快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)造成的绝缘问题日益严重.为此,提出了一种基于电场的VFTO测量方法,主要根据电场强度与线路中电压的线性关系,当GIS开关电路中的电压变化时,通过电场传感器采集相应的电场变化数据,并根据测得的电压与电场强度关系进行实验,将实验数据拟合,并对传感器进行标定,实现VFTO的测量.首先从理论上进行VFTO建模并进行仿真数值计算,使用扫频法、方波响应法对传感器的响应特性进行了测试,高频截止频率＞134MHz,进行了高幅值电压测量实验,最后根据理论建模搭建了VFTO的模拟试验平台进行测量,结果表明能够利用电场传感器进行快速暂态过电压的测量.

摘要： 全封闭组合电器(gas insulated switchgear,GIS)中隔离开关操作时产生快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO),建立准确的隔离开关高频电弧模型是提高VFTO 计算准确度的关键.本文在分段电弧模型的基础上,结合隔离开关气室结构特征,提出一种考虑触头结构的电弧模型.以550kV某气体绝缘变电站的为例,建立的隔离开关气室结构电场的数学模型,计算分析了不同隔离开关触头结构下间隙的电场分布特性.根据托普勒电弧等效模型建立VFTO击穿延时与隔离开关触头结构的数学关系,以三段式电弧模型为基础,建立考虑触头结构的隔离开关电弧模型,得到不同触头结构下VFTO特性分析.计算结果表明,改变触头圆角半径时,圆角半径越大,击穿延时越小,产生的VFTO幅值越小.研究结果为隔离开关触头优化结构的设计提供依据.

摘要： GIS变电站中开关操作引起的快速暂态过电压会对电力变压器绝缘产生危害,为研究VFTO对绝缘的危害程度,利用等效回路计算变压器绕组中各点的电压,并将工频电压、20/500 ns的高频电压作用下变压器绕组电压分布和VFTO作用下的情况进行对比.当VFTO通过架空线、电缆等传输到变压器入口时，可能对变压器的绝缘特别是纵绝缘产生影响。VFTO对电力变压器的危害主要包括:VFTO沿变压器绕组的电压分布极不均匀，可能造成变压器的匝间绝缘击穿;VFTO中振荡波的频率与变压器的固有频率匹配产生谐振;变压器绕组承受多次VFTO的冲击导致绝缘老化。结果表明,VFTO作用下,变压器绕组间的电压分布极不均匀,绕组饼间和匝间电压的最大值发生在靠近绕组首端区域,对所研究的变压器匝间电压最大可达到端口电压的8.5％,纠结式和内屏蔽式绕组相比于连续式绕组有更好的电压分布特性.

摘要： 随着GIS的广泛应用,快速暂态过电压(VFTO)越来越受到人们的关注.本文介绍了快速暂态过电压的分类、国内外VFTO的研究方法,并对现行的VFTO数值模拟计算进行的分析、总结.数值模拟计算过电压的关键是获得GIS中各元件的近似等效模型和参数,对各个元件进行合理的近似等效才能使得数值模拟结果更加可靠、准确。数值模拟计算具有一定的局限性,不可能真实可靠的模拟现场过电压,而现场实测试验可以消除该限制,因此,采用数值模拟计算和现场实测试验相结合的方法来研究GIS中的快速暂态过电压是一个较好的方法,以现场实测数据验证数值模拟计算的合理性,用数值模拟计算对现场实测进行补充、完善。

摘要： 数值仿真是获得快速暂态过电压(Very Fast Transient Overvoltage,VFTO)的重要方法,通常考虑母线残余电荷以及隔离开关的弧道电阻对快速暂态过电压影响最大,因此对电弧的模拟是仿真的关键性问题.本文基于弧隙能量守恒理论对电弧重燃的物理过程进行讨论,将Mayr-Schwarz电弧方程应用到弧道电阻模型的建立中,在ATP-Draw中对800kV GIS隔离开关分合母线充电电流试验电路进行模拟.结果表明,仿真得到的电弧电阻可以更好地反映电弧重燃的物理过程.同时对快速暂态过电压波形进行离散傅里叶分析,得到过电压频率、幅值的变化.

摘要： 随着气体绝缘全封闭组合电器(GIS)的广泛使用,由隔离开关(DS)和断路器(CB)操作引起的快速暂态过电压(VFTO)带来的危害越加明显.本文以长春南500kV GIS智能变电站为计算原型,通过建立噪声耦合等效模型,实现对电子式互感器干扰信息的定性分析研究.通过分析发现,互感器耦合路径上的耦合电容CL,CH越小,VFTO噪声耦合效率越低,VFTO对电子式互感器的噪声影响也越小.研究结果表明,低频段通过修正CL,CH实现对于电磁干扰的抑制,高频段采用功率型低通滤波器最为有效.通过现场实测证实,未安装防护装置前测得数字采集卡输入端耦合VFTO最高幅值达到9.9kV,采用EMC综合防护措施后,VFTO最高幅值为0.61V.

摘要： 本文采用电磁暂态分析程序(Electro-Magnetic Transients Program,EMTP),以西山750 kV气体绝缘开关设备(Gas Insulated Switchgear,GIS)电站为工程背景,计算研究了多种运行方式下隔离开关操作引发的快速暂态过电压(Very Fast Transient Overvoltage,VFTO),深入分析了VFTO波形的特点及其特征参量的统计规律,为VFTO标准波的归纳提供参考.计算结果表明,西山750 kVGIS电站所产生的VFTO最大幅值平均为1.87 p.u.,最大为2.63 p.u.;第一峰值点平均陡度为5.85 kVs,最大为14.82 kVs;振荡持续时间平均为3.76 μs,最大为5.67 μs.

摘要： 大力发展特高压输电符合中国国情，是适应我国电力急速增长，解决资源优化配置、环境保护、土地资源紧张等经济发展与社会问题的极佳手段。本文从系统的角度出发，基于我国特高压交流输电工程实际情况，详细计算并全面分析了特高压GIS与线路的瞬态恢复电压特性、快速暂态过电压和暂态地电位升高问题、潜供电弧特性、关键设备电场及参数计算等重要问题。得到的计算结果、分析结论对我国今后特高压工程和关键设备的设计、建设、运行以及相关标准的制定、完善提供必要的技术参考和理论支撑。

摘要： 在计算快速暂态过电压(VFTO)时，GIS暂态电路的准确搭建直接影响VFTO的计算精度。本文结合国内某1100 kV GIS变电站，根据多导体传输线理论和相模变换方法，建立了GIS外壳暂态模型，并与GIS内部暂态模型相结合，详细计算了隔离开关操作时所产生的VFTO，分析了GIS内部元件处VFTO的极值、频谱特性及上升率研究表明：在考虑外壳暂态模型时，VFTO的极值和上升率较忽略外壳暂态模型时有所下降；两种情况下VFTO的基本振荡频率几乎相同，考虑外壳暂态模型使VFTO的高频分量相应增加。

摘要： 为了给GIS集成式电子式电流互感器的工程设计和安全运行提供理论依据,本文以隔离开关开合造成的VFTO是引起电子式电流互感器受干扰的唯一干扰源和根源的结论,分析建立了四川中核工业126kV GIS内部和外部暂态计算电路.选取变压器间隔GIS典型结构作为分析对象,利用EMTP合理地选择参数并建立了VFTO和TEV仿真计算模型,计算了GIS各主要节点的VFTO和TEV.通过仿真计算及研究结果表明,GIS集成式电子式电流互感器的设计应用是个系统工程,除了要考虑电子式互感器自身的传感器部分和电子电路部分的干扰防护设计;还要考虑GIS的结构布局、母线、壳体尺寸和接地等因素对VFTO的抑制.

摘要： 本发明公开了一种暂态过电压测试电路及暂态过电压测试设备，该暂态过电压测试电路包括气体放电管、用于提供第一电源的第一电源模块、至少一个用于提供第二电源的第二电源模块、开关隔离电路，开关隔离电路包括第一输入端、第二输入端及输出端，开关隔离电路的第一输入端与第一电源模块的输出端连接，开关隔离电路的第二输入端与第二电源模块的输出端连接，开关隔离电路的输出端与气体放电管连接；开关隔离电路用于将第一电源模块和第二电源模块相互隔离后进行并联输出。本发明能够降低气体放电管的暂态过电压测试成本。

摘要： 本发明公开了暂态电压和暂态电流融合的过电压故障诊断方法及系统。该方法包括：获取由非接触式过电压监测单元采集的暂态电磁过电压波形；获取由避雷器动作电流监测单元采集的过电流波形，并反演得到反演过电压波形；将暂态电磁过电压波形和反演过电压波形进行数据融合，得到融合后电压波形；分别确定融合后电压波形与各类典型故障指纹特征的Pearson相关系数，并根据各Pearson相关系数，确定当前线路存在的故障类型。该方法融合了非接触式测量得到的高精度宽频暂态电压和根据避雷器动作暂态电流反演得到的电压波形，基于多维、多点、多源的宽频电磁暂态量监测数据实现了过电压故障诊断，诊断效率高、准确性好。

摘要： 本发明公开了一种暂态过电压测试电路及暂态过电压测试设备，该暂态过电压测试电路包括气体放电管、用于提供第一电源的第一电源模块、至少一个用于提供第二电源的第二电源模块、开关隔离电路，开关隔离电路包括第一输入端、第二输入端及输出端，开关隔离电路的第一输入端与第一电源模块的输出端连接，开关隔离电路的第二输入端与第二电源模块的输出端连接，开关隔离电路的输出端与气体放电管连接；开关隔离电路用于将第一电源模块和第二电源模块相互隔离后进行并联输出。本发明能够降低气体放电管的暂态过电压测试成本。

摘要： 本发明公开了交直流故障扰动引发的暂态过电压的快速估算方法及系统，所述方法包括：获取风火打捆直流外送系统在交直流故障发生前的基本参数，并得到稳态功率；根据风火打捆直流外送系统在交直流故障发生后的变化，得到基本参数的变化；基于计算得到基本参数的变化，计算交直流故障发生后风机侧和换流侧的暂态电压变化；根据计算得到的稳态功率和暂态电压变化，得到交直流故障扰动引发的暂态过电压。本发明能够对风光火打捆外送系统的交直流故障扰动引发暂态过电压进行快速估算。

摘要： 本实用新型公开了一种暂态过电压测试电路及暂态过电压测试设备，该暂态过电压测试电路包括气体放电管、用于提供第一电源的第一电源模块、至少一个用于提供第二电源的第二电源模块、开关隔离电路，开关隔离电路包括第一输入端、第二输入端及输出端，开关隔离电路的第一输入端与第一电源模块的输出端连接，开关隔离电路的第二输入端与第二电源模块的输出端连接，开关隔离电路的输出端与气体放电管连接；开关隔离电路用于将第一电源模块和第二电源模块相互隔离后进行并联输出。本实用新型能够降低气体放电管的暂态过电压测试成本。

摘要： 本发明涉及一种特快速暂态过电压抑制结构及一种气体绝缘变电站一体化设备，所述抑制结构包覆在气体绝缘变电站一次母线外侧或设置在气体绝缘变电站的外壳内侧；所述抑制结构包括绝缘层、阻尼电阻层和半导体层。本发明从一次设备结构入手，依据电磁波色散原理，在不改变GIS套管、外壳和管道导杆结构的前提下，增加绝缘层、阻尼电阻层和半导体层，实现工频信号和高频VFTO信号的分离，显著增加高频信号阻抗，从而达到抑制VFTO的目的，实现对一次设备和二次设备的防护。本发明提供的技术方案结构简单，既适用于现有GIS一体化设备母线和外壳结构的改进，又可指导新型GIS一体化设备母线和外壳结构的设计。

摘要： 本发明属于电力的发电、变电或配电领域，涉及一种GIS特快速暂态过电压(VFTO)的有源抑制方法和系统。包括：采集GIS隔离开关分合操作产生的VFTO行波；对VFTO行波进行傅里叶分解，得到频率不同的正弦波序列；在隔离开关处，通过波形发生装置发出与VFTO行波的前N次周期性正弦波幅值相等且相位相差180°的正弦波，与VFTO同方向传播；VFTO行波与波形发生装置产生的波发生叠加，相互抵消，起到抑制VFTO的作用。本发明是一种主动降低VFTO行波的方法和系统，具有抑制效果显著、抑制过程和抑制效果可控的优点，可彻底解决GIS特快速暂态过电压(VFTO)问题，使用范围广，具有明显的经济和社会效益。

摘要： 一种GIS快速暂态过电压光学在线监测系统，属于GIS暂态过电压监测领域。本发明针对现有VFTO的在线监测装置需要工作电源，易受GIS现场恶劣电磁环境干扰而造成设备可靠性差的问题。包括：GIS设备外壳上的手孔盖板内侧设置感应电极，外侧对应设置光学电压传感器，光学电压传感器的高压电极连接感应电极，地电极连接手孔盖板；光学电压传感器基于泡克耳斯电光效应感应加载在感应电极与手孔盖板之间的暂态电压；LED光源的载波光信号通过光纤输入至光学电压传感器，光学电压传感器对暂态电压进行电光调制得到调制后光信号，经光纤传送至光电探测器进行光电转换，转换后的电信号经信号处理电路采样解调，得到暂态电压监测采样结果。本发明抗电磁干扰能力强。

摘要： 本发明涉及一种特快速暂态过电压抑制结构及一种气体绝缘变电站一体化设备，所述抑制结构包覆在气体绝缘变电站一次母线外侧或设置在气体绝缘变电站的外壳内侧；所述抑制结构包括绝缘层、阻尼电阻层和半导体层。本发明从一次设备结构入手，依据电磁波色散原理，在不改变GIS套管、外壳和管道导杆结构的前提下，增加绝缘层、阻尼电阻层和半导体层，实现工频信号和高频VFTO信号的分离，显著增加高频信号阻抗，从而达到抑制VFTO的目的，实现对一次设备和二次设备的防护。本发明提供的技术方案结构简单，既适用于现有GIS一体化设备母线和外壳结构的改进，又可指导新型GIS一体化设备母线和外壳结构的设计。

摘要： 本发明公开了一种快速暂态过电压信号的分析方法及系统，所述方法包括以下步骤：基于考虑开关电容效应的电弧模型，仿真计算获得隔离开关动作下GIS内的电弧产生的VFTO信号；其中，所述考虑开关电容效应的电弧模型为分段电弧模型，包括：预击穿阶段模型、燃弧阶段模型和熄弧阶段模型；所述预击穿阶段模型采用与指数时变电弧模型相同的指数模型，所述燃弧阶段模型采用Cassie电弧模型，所述熄弧阶段模型采用Mayr电弧模型。本发明基于考虑开关电容效应的电弧模型进行仿真计算，能够获得隔离开关动作下的VFTO信号。