500kV變電站過電壓及安全技術(shù)

GIS變電站中開關(guān)操作引起的快速暫態(tài)過電壓易對(duì)高壓設(shè)備特別是變壓器產(chǎn)生威脅,針對(duì)此問題,采用EMTP/ATP對(duì)500 kV變電站進(jìn)行建模計(jì)算,為提高計(jì)算精度,隔離開關(guān)燃弧采用動(dòng)態(tài)電弧模型,為分析VFTO對(duì)變壓器匝間絕緣的影響,變壓器繞組采用等效電路模型。計(jì)算比較了變壓器側(cè)開關(guān)操作和母線帶電時(shí)母線側(cè)隔離開關(guān)操作產(chǎn)生的VFTO幅值、波形和頻譜,并評(píng)估VFTO對(duì)設(shè)備主絕緣的威脅,結(jié)果表明母線帶電時(shí)母線側(cè)開關(guān)操作在開關(guān)設(shè)備上產(chǎn)生的VFTO較為嚴(yán)重;同時(shí)計(jì)算了變壓器繞組內(nèi)VFTO的分布,結(jié)果表明,高頻電壓主要集中在繞組入口近端線餅和線匝上,1至2匝間電壓最大,占入口電壓的5.9%。

根據(jù)實(shí)際GIS系統(tǒng)結(jié)構(gòu),利用ATP-EMTP電磁暫態(tài)程序?qū)θN不同的快速暫態(tài)過電壓(VFTO)防護(hù)措施的作用效果進(jìn)行了仿真分析,即隔離開關(guān)加裝并聯(lián)電阻、主變?nèi)肟谇凹友b并聯(lián)電容器和主變?nèi)肟谇凹友b串聯(lián)阻波器。仿真結(jié)果表明,三種措施中隔離開關(guān)加裝并聯(lián)電阻的防護(hù)效果最為明顯,不僅能夠大幅度降低GIS電站中的VFTO幅值,同時(shí)還能明顯減小VFTO的波前陡度,抑制VFTO的威脅;主變?nèi)肟谇凹友b并聯(lián)電容器有一定的防護(hù)效果,但作用不如隔離開關(guān)加裝并聯(lián)電阻明顯;主變?nèi)肟谇凹友b串聯(lián)阻波器對(duì)減小傳入主變繞組的VFTO波前陡度有較好的作用,但阻波器本身將承受幅值很高的陡波前過電壓,同時(shí)還會(huì)給GIS電站引入高頻諧波,不能作為防護(hù)VFTO的措施。