一種變電站特快速瞬態(tài)過(guò)電壓的抑制措施選擇方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種變電站特快速瞬態(tài)過(guò)電壓的抑制措施選擇方法，該選擇方法包括下述步驟：（1）建立變電站計(jì)算模型；（2）在0.5Ω~2Ω之間選取電弧弧道電阻；（3）對(duì)隔離開(kāi)關(guān)操作方式進(jìn)行計(jì)算；（4）確定操作引起特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO值是否超過(guò)2087KV的隔離開(kāi)關(guān)；（5）判斷特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO波形是否超過(guò)變壓器和母線電壓互感器PT的繞組類設(shè)備要求。該方法結(jié)合變電站設(shè)備實(shí)際布置建立準(zhǔn)確度較高計(jì)算模型，充分考慮變電站各運(yùn)行方式下出現(xiàn)的最大特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO及其分布，有針對(duì)性的布置隔離開(kāi)關(guān)并聯(lián)電阻對(duì)特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO進(jìn)行抑制，并在特定繞組設(shè)備前利用其他方式對(duì)其進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)，以期達(dá)到兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性的目的。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及輸配電系統(tǒng)過(guò)電壓防護(hù)技術(shù)，具體涉及。
技術(shù)介紹
特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO具有幅值高、波前陡、頻率高和多次連續(xù)脈沖的特點(diǎn)，對(duì)GIS及其連接的繞組類設(shè)備(如變壓器)絕緣有重要影響。在設(shè)計(jì)變電站之初，一般是綜合考慮所有設(shè)備布置對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行整體建模(假設(shè)隔離開(kāi)關(guān)不帶并聯(lián)電阻)，通過(guò)計(jì)算最極端隔離開(kāi)關(guān)兩側(cè)電壓在“峰一峰值”發(fā)生擊穿，得到各種運(yùn)行方式下的最大VFTO值(忽略電弧發(fā)展過(guò)程的影響)。由于國(guó)內(nèi)外對(duì)GIS的VFTO額定耐受電壓和標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)波形未予以規(guī)定，在絕緣配合時(shí)仍以GIS的額定雷電沖擊耐受電壓作為其VFTO額定耐受電壓。若此計(jì)算最大VFTO幅值超過(guò)了變電站雷電沖擊耐受電壓15%的裕度要求(對(duì)特高壓GIS變電站，其 電壓值為2087kV)，則認(rèn)為隔離開(kāi)關(guān)需要安裝一定阻值的并聯(lián)電阻對(duì)VFTO進(jìn)行抑制。對(duì)于一個(gè)變電站來(lái)說(shuō)，其同類設(shè)備一般采取同種配置方法，即若隔離開(kāi)關(guān)配置了并聯(lián)電阻，則全站都安裝電阻。一方面是由于當(dāng)時(shí)仿真方法無(wú)實(shí)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證，偏保守進(jìn)行過(guò)電壓防護(hù)；另一方面設(shè)計(jì)人員也未能提出差異化配置方案。特高壓交流輸電系統(tǒng)全部采用GIS設(shè)備，其具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地省、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，但由于隔離開(kāi)關(guān)操作引起的特快速瞬態(tài)過(guò)電壓(VFT0)，會(huì)對(duì)設(shè)備絕緣帶來(lái)危害。目前對(duì)于抑制高幅值VFTO的措施來(lái)說(shuō)，采取的是GIS全站隔離開(kāi)關(guān)安裝并聯(lián)阻尼電阻。該措施有以下不足(1)造價(jià)高昂一般來(lái)說(shuō)GIS變電站內(nèi)隔離開(kāi)關(guān)數(shù)目多達(dá)數(shù)十個(gè)，若全部安裝并聯(lián)電阻，其造價(jià)高達(dá)1000萬(wàn)元；(2)降低設(shè)備運(yùn)行可靠性因并聯(lián)電阻極大的增加了機(jī)構(gòu)復(fù)雜性，導(dǎo)致故障率提高約10倍；(3)僅僅考慮了利用電阻這一措施，可綜合運(yùn)用其他更為經(jīng)濟(jì)可行的方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供，結(jié)合變電站設(shè)備實(shí)際布置建立準(zhǔn)確度較高計(jì)算模型，充分考慮變電站各運(yùn)行方式下出現(xiàn)的最大特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO及其分布，有針對(duì)性的布置隔離開(kāi)關(guān)并聯(lián)電阻對(duì)特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO進(jìn)行抑制，并在特定繞組設(shè)備前利用其他方式對(duì)其進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)，以期達(dá)到兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性的目的。本專利技術(shù)的目的是采用下屬技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，其改進(jìn)之處在于，所述選擇方法包括下述步驟( I)建立變電站計(jì)算模型；(2)在O. 5Ω 2Ω之間選取電弧弧道電阻；(3)對(duì)隔離開(kāi)關(guān)操作方式進(jìn)行計(jì)算；(4)確定操作引起特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO值是否超過(guò)2087kV的隔離開(kāi)關(guān)；(5)判斷特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO波形是否超過(guò)變壓器和母線電壓互感器PT繞組類設(shè)備要求。其中，所述步驟(I)中，根據(jù)制造商提供的設(shè)備參數(shù)，初步建立GIS變電站計(jì)算模型；所述設(shè)備參數(shù)包括對(duì)地電容、波速、波阻抗。其中，GIS變電站包括架空線路、變壓器、套管、GIS管道、隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、避雷器和母線電壓互感器PT ;所述GIS管道和架空線路采用波速與波阻抗進(jìn)行建模；所述變壓器、套管、隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、避雷器和母線電壓互感器PT采用對(duì)地電容進(jìn)行建模。其中，所述步驟(2)中，在所述GIS變電站中包括數(shù)十至一百個(gè)隔離開(kāi)關(guān)；對(duì)應(yīng)不同類型隔離開(kāi)關(guān)觸頭形狀，在0.5 Ω 2Ω之間選取電弧弧道電阻。其中，所述步驟(3)中，若所有隔離開(kāi)關(guān)都不安裝并聯(lián)電阻，選取所有架空線路和變壓器進(jìn)入斷路器串內(nèi)的兩側(cè)隔離開(kāi)關(guān)操作運(yùn)行方式進(jìn)行計(jì)算。其中，所述步驟(4)中，對(duì)操作引起特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO值超過(guò)2087kV的隔離開(kāi)關(guān)，安裝并聯(lián)電阻；否則，對(duì)操作引起特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO值低于2087kV的隔離開(kāi)關(guān)，不安裝并聯(lián)電阻。其中，所述并聯(lián)電阻的阻值在10(Γ1000Ω之間；所述并聯(lián)電阻阻值結(jié)合抑制措施效果和隔離開(kāi)關(guān)并聯(lián)電阻吸收能量進(jìn)行選取。其中，所述并聯(lián)電阻阻值為500 Ω。·其中，所述步驟(5 )中，若特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO波形超過(guò)變壓器和母線電壓互感器PT繞組類設(shè)備要求，則安裝磁環(huán)對(duì)特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO波形進(jìn)行抑制；否則，不采取抑制措施對(duì)特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO波形進(jìn)行抑制。其中，所述磁環(huán)安裝在特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO波形源頭與變壓器或母線電壓互感器PT的傳播管道上。與現(xiàn)有技術(shù)比，本專利技術(shù)達(dá)到的有益效果是I、本專利技術(shù)提供的變電站特快速瞬態(tài)過(guò)電壓的抑制措施選擇方法，在進(jìn)行仿真時(shí)考慮了電弧電阻對(duì)特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO幅值及波形的影響，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確度高。2、本專利技術(shù)只對(duì)必要的隔離開(kāi)關(guān)安裝并聯(lián)電阻，極大減小了工程投資，節(jié)省后期設(shè)備維護(hù)工作量；特別針對(duì)變壓器等繞組類設(shè)備進(jìn)行防護(hù)，選取了造價(jià)低可靠性高的磁環(huán)進(jìn)is抑制。3、本專利技術(shù)提供的變電站特快速瞬態(tài)過(guò)電壓的抑制措施選擇方法，結(jié)合變電站設(shè)備實(shí)際布置建立準(zhǔn)確度較高計(jì)算模型，充分考慮變電站各運(yùn)行方式下出現(xiàn)的最大特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO及其分布，有針對(duì)性的布置隔離開(kāi)關(guān)并聯(lián)電阻對(duì)特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO進(jìn)行抑制，并在特定繞組設(shè)備前利用其他方式對(duì)其進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)，以期達(dá)到兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性的目的。附圖說(shuō)明圖I是本專利技術(shù)提供的變電站特快速瞬態(tài)過(guò)電壓的抑制措施選擇方法流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本專利技術(shù)提供的變電站特快速瞬態(tài)過(guò)電壓的抑制措施選擇方法充分考慮VFT0(VeryFastTransient Overvoltage,特快速瞬態(tài)過(guò)電壓)產(chǎn)生、發(fā)展及傳播過(guò)程的仿真計(jì)算結(jié)果與實(shí)際吻合好，故在變電站設(shè)計(jì)初可根據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果對(duì)變電站過(guò)電壓選擇對(duì)應(yīng)防護(hù)措施。本專利技術(shù)提供的變電站特快速瞬態(tài)過(guò)電壓的抑制措施選擇方法流程如圖I所示，包括下述步驟(I)建立變電站計(jì)算模型根據(jù)制造商提供的設(shè)備參數(shù)，初步建立GIS變電站計(jì)算模型；所述設(shè)備參數(shù)對(duì)地電容、波速、波阻抗。GIS變電站包括架空線路、變壓器、套管、GIS管道、隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、避雷器和母線電壓互感器PT;所述GIS管道和架空線路采用波速與波阻抗進(jìn)行建模；所述變壓器、套管、隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、避雷器和母線電壓互感器PT采用對(duì)地電容進(jìn)行建模?！?2)在GIS變電站中包括數(shù)十至一百個(gè)隔離開(kāi)關(guān)；對(duì)應(yīng)不同的隔離開(kāi)關(guān)觸頭形狀，在0.5Ω 2Ω之間選取電弧弧道電阻。(3)對(duì)隔離開(kāi)關(guān)操作方式進(jìn)行計(jì)算若所有隔開(kāi)開(kāi)關(guān)都不安裝并聯(lián)電阻，選取所有架空線路和變壓器進(jìn)入斷路器串內(nèi)的兩側(cè)隔離開(kāi)關(guān)操作運(yùn)行方式進(jìn)行計(jì)算。變電站運(yùn)行方式主要是指通過(guò)一臺(tái)或幾臺(tái)變壓器、一條或幾條線路帶電，通過(guò)操作變電站內(nèi)的不同隔離開(kāi)關(guān)產(chǎn)生特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO的操作方式。(4)確定操作引起特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO值是否超過(guò)2087kV的隔離開(kāi)關(guān)對(duì)操作引起特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO值超過(guò)2087kV的隔離開(kāi)關(guān)，安裝并聯(lián)電阻；否則，對(duì)操作引起特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO值低于2087kV的隔離開(kāi)關(guān)，不安裝并聯(lián)電阻。并聯(lián)電阻阻值在10(Γ1000 Ω之間，為了降低制造成本，國(guó)內(nèi)統(tǒng)一選取500歐姆。所述并聯(lián)電阻阻值充分考慮抑制措施效果和隔離開(kāi)關(guān)并聯(lián)電阻吸收能量進(jìn)行選取。(5)判斷特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO波形是否超過(guò)變壓器和母線電壓互感器PT的繞組類設(shè)備要求若特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO波形超過(guò)變壓器和母線電壓互感器PT等繞組類設(shè)備要求，則安裝磁環(huán)對(duì)特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO波形進(jìn)行抑制；否則，不采取抑制措施對(duì)特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO波形進(jìn)行抑制。所述磁環(huán)安裝在特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO波形源頭與變壓器或母線電壓互感器PT的傳播本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種變電站特快速瞬態(tài)過(guò)電壓的抑制措施選擇方法，其特征在于，所述選擇方法包括下述步驟：（1）建立變電站計(jì)算模型；（2）在0.5Ω~2Ω之間選取電弧弧道電阻；（3）對(duì)隔離開(kāi)關(guān)操作方式進(jìn)行計(jì)算；（4）確定操作引起特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO值是否超過(guò)2087kV的隔離開(kāi)關(guān)；（5）判斷特快速瞬態(tài)過(guò)電壓VFTO波形是否超過(guò)變壓器和母線電壓互感器PT繞組類設(shè)備要求。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王磊，戴敏，萬(wàn)磊，范冕，何慧雯，李志軍，李振強(qiáng)，婁穎，查志鵬，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)電力科學(xué)研究院，國(guó)家電網(wǎng)公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：