GIS合閘過電壓的場路結(jié)合分析
郭志斌1，劉守豹2，張海庫2，康操2
（1 大唐四川發(fā)電有限公司，四川 成都 610091；2 大唐水電科學(xué)技術(shù)研究院有限公司，廣西 南寧 530007）
摘 要：氣體絕緣組合開關(guān)（GIS）例行操作時(shí)會(huì)產(chǎn)生快速暫態(tài)過電壓，威脅GIS安全運(yùn)行。對(duì)某220 kV GIS充電過程中發(fā)生的盆式絕緣子擊穿故障進(jìn)行過電壓分析，使用有限元仿真軟件ANSYS MAXWELL建立電磁場分析模型，提取GIS電容、電感分布參數(shù)；將分布參數(shù)導(dǎo)入ATP-EMTP，建立電磁暫態(tài)路分析模型，對(duì)不同狀態(tài)下GIS的合閘過電壓情況進(jìn)行仿真計(jì)算。分析認(rèn)為合閘時(shí)刻GIS母線存在感應(yīng)電壓是導(dǎo)致高幅值過電壓進(jìn)而擊穿盆式絕緣子的根本原因。
關(guān)鍵詞：氣體絕緣組合開關(guān)（GIS）；場路結(jié)合；分布參數(shù)；合閘過電壓；ATP-EMTP軟件
中圖分類號(hào)：TM591 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3175(2019)03-0051-04
Field-Circuit Combination Analysis of Gas Insulated Switchgear Closing Overvoltage
GUO Zhi-bin1, LIU Shou-bao2, ZHANG Hai-ku2, KANG Cao2
（1 Datang Sichuan Power Generation Co., Ltd, Chengdu 610091, China;
2 Datang Hydropower Science & Technology Research Institute Co., Ltd, Nanning 530007, China）
Abstract: In the routine operation of gas insulated switchgear (GIS), fast transient overvoltage will be formed, which affects the safe of GIS. This paper carried out the overvoltage analysis of a 220 kV GIS basin insulator breakdown fault during the charging process, established the electromagnetic field analysis model by using the finite element simulation software ANSYS MAXWELL and extracted the capacitance and inductance distribution parameters of GIS. The distribution parameters were imported into the software ATP-EMTP, the electromagnetic transient circuit analysis model was established and the simulation of closing overvoltage was carried out in various cases. It is concluded that the induced voltage of GIS busbar at closing time is the fundamental reason for high amplitude overvoltage and breakdown of basin insulator.
Key words: gas insulated switchgear; field-circuit combination; distribution parameter; closing overvoltage; ATP-EMTP
參考文獻(xiàn)
[1] 南保峰，劉軒東，馮磊，等.GIS中VFTO防護(hù)措施研究綜述[J]. 電瓷避雷器，2017(6)：81-85.
[2] 韋成杰，馬蕾. 氣體絕緣金屬封閉輸電線路雷電侵入過電壓研究[J]. 電瓷避雷器，2018(3)：45-49.
[3] 季斌煒，谷永剛，劉子瑞，等. 特高壓GIS現(xiàn)場沖擊耐壓試驗(yàn)暫態(tài)過電壓及其抑制方法研究[J]. 高壓電器，2018，54(2)：76-83．
[4] 任敬國，辜超，師偉，等.1 100 kV GIS設(shè)備主回路絕緣試驗(yàn)電氣參量估算方法研究[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2018，46(3)：103-109．
[5] 崔楊柳，馬宏忠，王濤云，等. 基于故障樹理論的GIS故障分析[J]. 高壓電器，2015，51(7)：125-129．
[6] 盧斌先，周娜，石雨鑫. 電弧三維電磁場模型參數(shù)對(duì)GIS中VFTO的影響[J]. 高電壓技術(shù)，2017，43(3)：953-959．
[7] 齊波，高春嘉，邢照亮，等. 操作沖擊電壓下GIS絕緣子表面電荷的積聚特性[J]. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2017，37(15)：4538-4547．
[8] 楊瑞，賀恒鑫，何俊佳. 陡波下500 kV GIS隔離開關(guān)室的暫態(tài)電場特性[J]. 南方電網(wǎng)技術(shù)，2017，11(8)：49-54．
[9] 王磊，萬磊，王浩，等. 取消特高壓GIS變電站隔離開關(guān)阻尼電阻的研究[J]. 高電壓技術(shù)，2015，41(5)：1746-1752．
[10] 周興，勞斯佳，王磊，等. 分布式暫態(tài)過電壓在線監(jiān)測技術(shù)在特高壓GIS變電站中的應(yīng)用[J]. 電測與儀表，2017，54(13)：120-128．
[11] 張福增，楊瑞，賀恒鑫，等. 陡波下500 kV GIS同軸母線管道的暫態(tài)電場特性[J]. 南方電網(wǎng)技術(shù)，2017，11(8)：41-48．
[12] 徐建源，王亮，李爽. 特高壓GIS隔離開關(guān)操作時(shí)其殼體電壓暫態(tài)特性仿真分析[J]. 高電壓技術(shù)，2012，38(2)：288-294．
[13] 李薇，呂忠華，李寧，等.800 kV GIS快速暫態(tài)過電壓計(jì)算[J]. 東北電力技術(shù)，2017，38(5)：55-58．
[14] 陳本連.500 kV變電站GIS內(nèi)部快速暫態(tài)過電壓仿真計(jì)算及研究[D]. 長春：吉林大學(xué)，2015．
[15] 劉玉，魯海亮，劉文博，等.500 kV GIS 變電站快速暫態(tài)過電壓研究[J]. 電瓷避雷器，2017(2)：53-58．
