GIS设备开关操作引起的电磁骚扰问题及抑制技术研究

发布时间：2017-10-24 00:16

  本文关键词：GIS设备开关操作引起的电磁骚扰问题及抑制技术研究

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【摘要】：随着电网电压等级的逐步提高,气体绝缘式变电站(Gas Insulated Substation, GIS)内开关操作产生的特快速暂态过电压和暂态外壳电压,对一次设备的绝缘水平、就地智能设备的可靠性及抗干扰性能提出了更严格的要求。本文针对变电站内开关操作在系统一、二次侧产生的电磁骚扰,分别通过实地测量和建模仿真的方式,定量研究了系统各部分特快速暂态过电压的频率、幅值及分布规律,并提出相应措施来抑制系统一次侧的特快速暂态过电压。论文主要研究内容包括：(1)根据电磁波的传播特性,理论推导了高压开关操作在系统一次侧产生的特快速暂态过电压波形特征,并详细分析了电流／电压互感器和接地网的传导耦合路径、空间瞬态电磁场的辐射耦合路径,以及二次设备内部抑制高频骚扰信号的处理方法；(2)在某500kV气体绝缘式变电站隔离开关和断路器操作过程中,利用电磁骚扰测量系统,对就地智能设备输入端口的骚扰电压和暂态外壳电压进行了实地测量,得到了开关操作产生电磁骚扰信号的频率、幅值及分布规律,提出了500kV变电站内就地智能设备信号端口提高电磁抗扰度的优化方法；(3)建立了具有分布参数的线路模型和可重复击穿的隔离开关模型,对单变单回路运行方式下的电网模型进行开关操作过电压的数值计算,仿真分析了隔离开关合闸时的暂态过程,综合评估了隔离开关、导电杆、母线、变压器等一次设备上的过电压和过电流特征水平；(4)根据开关操作在系统一次侧的特快速暂态过电压波形特征参数,提出采用分合闸电阻法和断路器相控技术法来抑制系统一次侧的特快速暂态过电压。通过构造带分合闸电阻的隔离开关和相控断路器的计算模型,分别对开关操作空载线路产生的过电压进行数值计算。仿真结果表明,分合闸电阻和相控断路器均能使开关操作过电压幅值和持续时间明显降低。
【关键词】：开关操作 特快速暂态过电压 耦合途径 开关模型 抑制措施
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM595;TM63
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 选题的背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 开关操作电磁骚扰的实测研究11-13
• 1.2.2 开关操作电磁骚扰的建模仿真13
• 1.2.3 开关操作电磁骚扰的抑制措施13-14
• 1.3 本文主要工作14-16
• 第二章 开关操作电磁骚扰的产生机理及耦合方式16-26
• 2.1 引言16
• 2.2 高压开关操作产生的电磁骚扰源16-19
• 2.2.1 高压开关单次击穿产生的暂态过电压16-17
• 2.2.2 高压开关操作全过程产生的暂态过电压17-19
• 2.3 开关操作电磁骚扰的耦合途径19-23
• 2.3.1 传导耦合19-22
• 2.3.2 辐射耦合22-23
• 2.4 变电站内的敏感设备23-24
• 2.5 本章小结24-26
• 第三章 典型GIS变电站电磁骚扰实测研究26-38
• 3.1 引言26
• 3.2 电磁骚扰测量系统简介26-27
• 3.3 某500kV变电站电磁骚扰现场实测27-36
• 3.3.1 试验方案27-28
• 3.3.2 隔离开关操作在就地智能设备端口产生的骚扰电压特征28-31
• 3.3.3 断路器操作在就地智能设备端口产生的骚扰电压特征31-33
• 3.3.4 断路器操作在GIS外壳产生的骚扰电压33
• 3.3.5 隔离开关与断路器操作产生的电磁骚扰特征比较33-35
• 3.3.6 实测波形参数与现行标准的比对35-36
• 3.4 本章小结36-38
• 第四章 GIS变电站系统一次侧开关操作过电压评估38-52
• 4.1 引言38
• 4.2 电力系统电磁暂态仿真分析38-39
• 4.3 求解特快速暂态过电压的EMTP法39-44
• 4.3.1 集中参数元件的Bergeron模型40-42
• 4.3.2 分布参数传输线的Bergeron模型42-44
• 4.4 隔离开关分合空载短线操作电磁瞬态仿真的EMTP实现44-50
• 4.4.1 单变单回路的电气接线图44-45
• 4.4.2 各元件的暂态等效模型和参数选取45-46
• 4.4.3 隔离开关分合空载短线的仿真模型建立46-47
• 4.4.4 仿真结果分析47-50
• 4.4.5 模型准确性分析50
• 4.5 本章小结50-52
• 第五章 GIS开关操作电磁骚扰的抑制措施52-64
• 5.1 引言52
• 5.2 分合闸电阻抑制隔离开关操作产生的VFTO52-56
• 5.2.1 带分合闸电阻的隔离开关简介53-54
• 5.2.2 隔离开关带合闸电阻的EMTP实现54
• 5.2.3 仿真结果分析与数据比对54-56
• 5.3 相控断路器抑制断路器操作产生的VFTO56-62
• 5.3.1 相控断路器用于抑制VFTO的可行性分析56-57
• 5.3.2 断路器相位控制技术的理论依据57-58
• 5.3.3 相控断路器的仿真实现及有效性分析58-61
• 5.3.4 断路器选相控制策略61-62
• 5.4 本章小结62-64
• 第六章 总结与展望64-66
• 致谢66-68
• 参考文献68-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果72-74
• 攻读硕士期间参与课题74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1086094