[發明專利]一種變電站特快速瞬態過電壓的抑制措施選擇方法有效

申請號：	201210382021.5	申請日：	2012-10-10
公開（公告）號：	CN102946094A	公開（公告）日：	2013-02-27
發明（設計）人：	王磊;戴敏;萬磊;范冕;何慧雯;李志軍;李振強;婁穎;查志鵬	申請（專利權）人：	中國電力科學研究院;國家電網公司
主分類號：	H02H9/04	分類號：	H02H9/04
代理公司：	北京安博達知識產權代理有限公司 11271	代理人：	徐國文
地址：	100192 北***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種變電站快速瞬態過電壓抑制措施選擇方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及輸配電系統過電壓防護技術，具體涉及一種變電站特快速瞬態過電壓的抑制措施選擇方法。

背景技術

特快速瞬態過電壓VFTO具有幅值高、波前陡、頻率高和多次連續脈沖的特點，對GIS及其連接的繞組類設備（如變壓器）絕緣有重要影響。在設計變電站之初，一般是綜合考慮所有設備布置對變電站設備進行整體建模（假設隔離開關不帶并聯電阻），通過計算最極端隔離開關兩側電壓在“峰—峰值”發生擊穿，得到各種運行方式下的最大VFTO值（忽略電弧發展過程的影響）。由于國內外對GIS的VFTO額定耐受電壓和標準試驗波形未予以規定，在絕緣配合時仍以GIS的額定雷電沖擊耐受電壓作為其VFTO額定耐受電壓。若此計算最大VFTO幅值超過了變電站雷電沖擊耐受電壓15%的裕度要求（對特高壓GIS變電站，其電壓值為2087kV），則認為隔離開關需要安裝一定阻值的并聯電阻對VFTO進行抑制。對于一個變電站來說，其同類設備一般采取同種配置方法，即若隔離開關配置了并聯電阻，則全站都安裝電阻。一方面是由于當時仿真方法無實測結果驗證，偏保守進行過電壓防護；另一方面設計人員也未能提出差異化配置方案。

特高壓交流輸電系統全部采用GIS設備，其具有結構緊湊、占地省、易于維護等優點，但由于隔離開關操作引起的特快速瞬態過電壓（VFTO），會對設備絕緣帶來危害。目前對于抑制高幅值VFTO的措施來說，采取的是GIS全站隔離開關安裝并聯阻尼電阻。該措施有以下不足：（1）造價高昂：一般來說GIS變電站內隔離開關數目多達數十個，若全部安裝并聯電阻，其造價高達1000萬元；（2）降低設備運行可靠性：因并聯電阻極大的增加了機構復雜性，導致故障率提高約10倍；（3）僅僅考慮了利用電阻這一措施，可綜合運用其他更為經濟可行的方案。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種變電站特快速瞬態過電壓的抑制措施選擇方法，結合變電站設備實際布置建立準確度較高計算模型，充分考慮變電站各運行方式下出現的最大特快速瞬態過電壓VFTO及其分布，有針對性的布置隔離開關并聯電阻對特快速瞬態過電壓VFTO進行抑制，并在特定繞組設備前利用其他方式對其進行過電壓保護，以期達到兼顧安全性和經濟性的目的。

本發明的目的是采用下屬技術方案實現的：

一種變電站特快速瞬態過電壓的抑制措施選擇方法，其改進之處在于，所述選擇方法包括下述步驟：

（1）建立變電站計算模型；

（2）在0.5Ω~2Ω之間選取電弧弧道電阻；

（3）對隔離開關操作方式進行計算；

（4）確定操作引起特快速瞬態過電壓VFTO值是否超過2087kV的隔離開關；

（5）判斷特快速瞬態過電壓VFTO波形是否超過變壓器和母線電壓互感器PT繞組類設備要求。

其中，所述步驟（1）中，根據制造商提供的設備參數，初步建立GIS變電站計算模型；所述設備參數包括對地電容、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、隔離開關、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行建模；所述變壓器、套管、隔離開關、斷路器、避雷器和母線電壓互感器PT采用對地電容進行建模。

其中，所述步驟（2）中，在所述GIS變電站中包括數十至一百個隔離開關；對應不同類型隔離開關觸頭形狀，在0.5Ω~2Ω之間選取電弧弧道電阻。

其中，所述步驟（3）中，若所有隔離開關都不安裝并聯電阻，選取所有架空線路和變壓器進入斷路器串內的兩側隔離開關操作運行方式進行計算。

其中，所述步驟（4）中，對操作引起特快速瞬態過電壓VFTO值超過2087kV的隔離開關，安裝并聯電阻；否則，對操作引起特快速瞬態過電壓VFTO值低于2087kV的隔離開關，不安裝并聯電阻。