1100KV VFTO特性研究.pdfVIP

中国电机工程学会高压专委会2007 年学术年会论文集 1000kV GIS变电所 VFTO 特性研究 谷定燮 修木洪 戴敏 周沛洪 国网武汉高压研究院 摘要 本文结合我国特高压输电示范实验工程，对 GIS 和 HGIS 变电所的特快速瞬态过电压（VFTO ）进行了 计算分析和研究。指出 GIS 变电所隔离开关开合短线时可能产生高达 3p.u 左右的 VFTO ，对 GIS 本体绝缘和 二次设备可能构成危害。本文研究了 GIS 隔离开关装并联分合闸电阻对限制VFTO 的作用，建议GIS 变电所 采用并联分合闸电阻（约 500 Ω），提出了并联分合闸电阻的相关参数的建议值。GIS 变电所中的主变压器和 GIS 是经架空线相连接，在变压器上的 VFTO 不高。HGIS 变电所中的 VFTO 不高，在允许范围之内，其隔离 开关可以不装并联分合闸电阻。 关键词 特高压 输电 变电所 GIS VFTO 隔离开关 过电压 1 VFTO 的特征和起因 特快速瞬态过电压（VFTO ）是指波前时 间在 3~100 ns 范围内的瞬态过电压，在 IEC60071 －1：1993（绝缘配合 第1 部分 定 义、原理和原则）[1]和 60071 －4 （绝缘配合 第 4 部分 绝缘配合和电气网络模拟用计算 导则）[2]中称之为 VFFO 。在我国国家标准 GB 311.1 （高压输变电设备绝缘配合）[3]中 称之为陡波前过电压。 图 1－1 VFTO 典型波形 VFTO 主要是由于 GIS 中的隔离开关操 100ns≥T 3ns ；0.3MHzf 100MHz ； 1 1 作等原因而引起的，所以有的国家又把它称 30kHzf2300kHz 之为隔离开关操作过电压。 合闸过程中，两触头靠近会发生预击穿。 在 GIS 里，隔离开关和断路器之间的连 由于操作速度慢，首次击穿必然在工频电压 线非常短，其电容很小，波的来回折反射时 峰值时发生。击穿电流给容性负荷（短线） 间很短。在隔离开关合或切此短线时，其瞬 充电至电源电压，加在触头间电位差下降， 态过电压的振荡频率极高。IEC60071 －1： 火花放电熄灭，残余电荷留在短线上。随后 1993 和GB 311.1 提出的VFFO 或陡波前过电 的击穿就类似于重合闸，可导致较高电压幅 压典型波形见图 1－1，开始部分的振荡波的 值的 VFTO 。 频率可达 300 kHz~100 MHz 。 分闸过程中，也由于其动触头移动速度 隔离开关操作过程中，由于其动触头移 较慢，两触头之间会发生重击穿，也类似于 动速度较慢，会引起触头间的多次的预击穿 重合闸，同样可导致较高的 VFTO 值。 或重击穿。 2 VFTO 的危害 波前很陡，幅值很高的 VFTO 可能损害 三类设备绝缘：（1）GIS 本体；（2 ）带绕组 的设备，如变压器；（3 ）二次设备。 对于特高压GIS变电所，此问题更加突 中国电机工程学会高压专委会2007 年学术年会论文集 出。因为系统额定电压愈高