亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        GIS中隔離開關(guān)燃弧電路模型及VFTO的研究

        2016-01-08 08:08:19左明鑫,王忠利
        關(guān)鍵詞:隔離開關(guān)

        GIS中隔離開關(guān)燃弧電路模型及VFTO的研究

        左明鑫,王忠利

        (鄭州科技學(xué)院 電氣工程學(xué)院,河南 鄭州 450064)

        摘要:結(jié)合GIS隔離開關(guān)氣室的實(shí)際結(jié)構(gòu)與電弧的特點(diǎn),建立電阻和電感元件串聯(lián)等效燃弧電路模型,利用貝杰龍數(shù)值計算方法建立動態(tài)等值電路,計算出GIS中各主要元件處的快速暫態(tài)過電壓(VFTO),得出斷路器開斷端的支撐絕緣子處VFTO波形的幅值為最高值.提取出該處VFTO波形的頻率分量和對應(yīng)的電壓信息,分析認(rèn)為VFTO可能導(dǎo)致斷路器開斷端支撐絕緣子發(fā)生放電和熱擊穿現(xiàn)象.

        關(guān)鍵詞:隔離開關(guān);燃弧電路模型;快速暫態(tài)過電壓

        中圖分類號:TM56文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        收稿日期:2015-03-30

        作者簡介:左明鑫(1980-),男,河南周口人,碩士研究生,研究方向?yàn)殡姽だ碚撆c新技術(shù).

        氣體隔離開關(guān)站(Gas Insulated Switchgear,簡稱GIS)是20世紀(jì)60年代中期才出現(xiàn)的一種新型電器裝置,它的問世對傳統(tǒng)的敞開式高壓配電裝置是一次革命,尤其在超高壓領(lǐng)域.幾十年來,GIS發(fā)展迅速,它的優(yōu)點(diǎn)得到了國內(nèi)外電力部門的認(rèn)可.但是,當(dāng)GIS中隔離開關(guān)在切合操作時,會形成波形陡、幅值高、振蕩頻率高達(dá)幾十甚至上百兆赫茲的陡波前過電壓,也稱特快速暫態(tài)過電壓(Very Fast Transient Overvoltage,簡稱VFTO),不但嚴(yán)重影響了GIS本身運(yùn)行的可靠性,而且使電力系統(tǒng)存在安全隱患[1].但是,目前GIS中隔離開關(guān)燃弧電路模型還沒有統(tǒng)一的規(guī)定,故研究GIS中隔離開關(guān)燃弧電路模型和VFTO具有重要的實(shí)際意義.

        根據(jù)GIS中隔離開關(guān)的實(shí)際結(jié)構(gòu)并結(jié)合電弧本身的特點(diǎn),建立隔離開關(guān)燃弧電路模型,利用貝杰龍方法建立了動態(tài)等值電路.經(jīng)過計算可知,斷路器開斷端的支撐絕緣子處VFTO波形的幅值最高,提取其頻率分量和對應(yīng)的電壓信息,分析認(rèn)為斷路器開斷端支撐絕緣子在VFTO作用下有發(fā)生放電和熱擊穿的可能.

        1燃弧電路模型的建立

        GIS中隔離開關(guān)在開斷過程中產(chǎn)生的電弧受電場、磁場和氣流場等因素的共同作用和影響[2],所以僅用電阻來等效燃弧電路只能體現(xiàn)電場和氣流場的情況,不能反映磁場的分布.由于電感元件能夠形成磁場感應(yīng)、實(shí)現(xiàn)電能和磁能的相互轉(zhuǎn)換,所以用電阻和電感元件串聯(lián)等效燃弧電路模型更符合電弧的特點(diǎn).

        從隔離開關(guān)的實(shí)際結(jié)構(gòu)(見圖1)可以看出其等效模型不能僅僅局限于斷口部分,還需考慮動靜觸頭兩側(cè)導(dǎo)體的長度,以及兩端盆式絕緣子的對地等效電容.計算時,兩側(cè)的導(dǎo)體等效為母線,兩端的盆式絕緣子單獨(dú)處理,隔離開關(guān)在燃弧時的近似等效電路模型如圖2所示.

        圖1 隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖 Fig.1 Structural diagram of isolating switch

        圖2 燃弧等效電路 Fig.2 Arcing equivalent circuit

        2主要元件等效模型和參數(shù)

        圖3為某變電站500 kV GIS典型的部分接線圖.

        圖3 GIS的部分接線圖 Fig.3 Partial wiring diagram of GIS

        圖3中,T為變壓器,ES為接地開關(guān),DS為隔離開關(guān),CT為電流互感器,CB為斷路器,BUS為母線,分析的是當(dāng)CB,DS2和所有ES均斷開時,對DS1進(jìn)行操作時的狀態(tài).

        針對500 kV GIS結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),給出GIS主要元件的等效模型和參數(shù),詳見表1,其中的典型元件模型和參數(shù)是依據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)經(jīng)過合理分析給出的[4-7].

        表1 GIS主要元件的等效模型和參數(shù) Table.1 Equivalent models and parameters of GIS main components

        3VFTO的計算

        結(jié)合圖3和表1 中主要元件的等效模型,利用貝杰龍數(shù)值計算方法建立動態(tài)等值電路模型,如圖4所示.

        圖4 動態(tài)等值電路模型 Fig.4 Transient equivalent circuit model

        由節(jié)點(diǎn)電壓方程YU=∑Is得到圖4中電路的節(jié)點(diǎn)電壓方程表達(dá)式,如下式:

        (1)

        其中,Y為各個節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)納矩陣,U為各個節(jié)點(diǎn)的電壓列向量,∑Is為各個節(jié)點(diǎn)的等效電流源列向量,從而求出各個節(jié)點(diǎn)的電位值與時間的關(guān)系.

        根據(jù)式(1)對圖4所示的動態(tài)等值電路進(jìn)行數(shù)值計算.斷開圖3中CB和DS2并對DS1進(jìn)行操作.計算時考慮最苛刻的情況,假設(shè)母線殘余電壓為-1.0p.u,隔離開關(guān)DS1發(fā)生重燃,計算結(jié)果如圖5至圖12所示.

        圖5 變壓器處VFTO波形 Fig.5 VFTO waveform for transformer

        圖6 接地開關(guān)ES 1處VFTO波形 Fig.6 VFTO waveform for ES 1

        圖7 氣室左端絕緣子處VFTO波形 Fig.7 VFTO waveform for gas chamber left insulator

        圖8 隔離開關(guān)動觸頭處VFTO波形 Fig.8 VFTO waveform for isolating switch moving contact

        圖9 隔離開關(guān)靜觸頭處VFTO波形 Fig.9 VFTO waveform for isolating switch static contact

        圖10 氣室右端絕緣子處VFTO波形 Fig.10 VFTO waveform for gas chamber right insulator

        圖11 接地開關(guān)ES 2處VFTO波形 Fig.11 VFTO waveform for ES 2

        圖12 斷路器開斷端的支撐絕緣子處VFTO波形 Fig.12 VFTO waveform for break′s open side supporting insulator

        從圖5至圖12可以看出,GIS中變壓器T、接地開關(guān)ES1、氣室左端絕緣子、隔離開關(guān)動觸頭、隔離開關(guān)靜觸頭、氣室右端絕緣子、接地開關(guān)ES2、斷路器開斷端的支撐絕緣子處VFTO波形的幅值分別為1.046 1p.u,2.078 5p.u,2.173 2p.u,2.265 8p.u,2.346 6p.u,2.518 2p.u,2.067p.u和3.134 4p.u.

        斷路器開斷端的支撐絕緣子處VFTO波形的幅值最高,達(dá)到3.134 4p.u,由此可見該處的VFTO波形應(yīng)該重點(diǎn)對待,所以對該處的VFTO波形進(jìn)行傅里葉變換,提取所包含的頻率分量與對應(yīng)的電壓信息,如圖13所示.

        圖13 斷路器開斷端的支撐絕緣子處VFTO頻譜圖 Fig.13 VFTO spectrum for break′s open side supporting insulator

        從圖13可見,斷路器開斷端的支撐絕緣子處VFTO波形的頻率分量包括2.75MHz,8.3MHz,14.25MHz,17.25MHz,44.8MHz,81.8MHz,120.8MHz,157.95MHz,196.55MHz,237.3MHz和279.35MHz等.

        斷路器開斷端的支撐絕緣子處VFTO波形的幅值很大,包含的頻率分量豐富,波形幅值高達(dá)3.134 4p.u,包含的頻率分量中最低為2.75MHz,最高達(dá)到279.35MHz.在這種情況下,支撐絕緣子受到的威脅可想而知.支撐絕緣子的主要材料是環(huán)氧樹脂,GIS各氣室中充滿了SF6氣體,那么在環(huán)氧樹脂和SF6氣體的交界面容易發(fā)生放電現(xiàn)象.并且,在高頻電壓的作用下,環(huán)氧樹脂絕緣介質(zhì)中將存在松弛極化,極化會滯后于電場的變化,造成絕緣介質(zhì)內(nèi)部發(fā)熱,一旦熱量超過臨界值將會發(fā)生熱擊穿[8-9].支撐絕緣子在GIS中主要起到支撐和對地絕緣的作用,一旦發(fā)生放電和熱擊穿,將會破壞支撐絕緣子的功能.

        4結(jié)語

        GIS中隔離開關(guān)在開斷過程中產(chǎn)生的電弧受電場、磁場及氣流場等因素的共同作用和影響,燃弧電路模型的電阻元件與電感元件應(yīng)串聯(lián).同時,從隔離開關(guān)氣室的實(shí)際結(jié)構(gòu)可以看出,還需考慮動靜觸頭兩側(cè)導(dǎo)體的長度和兩端盆式絕緣子的對地等效電容.利用貝杰龍數(shù)值計算方法建立動態(tài)等值電路模型,得出電路的節(jié)點(diǎn)電壓方程表達(dá)式,計算出變壓器、接地開關(guān)、隔離開關(guān)、斷路器開斷端的支撐絕緣子處的VFTO波形,其中斷路器開斷端的支撐絕緣子處VFTO波形的幅值最高.描繪了斷路器開斷端的支撐絕緣子處VFTO波形的頻譜圖,提取其包含的頻率分量和對應(yīng)的電壓信息,得出了在VFTO作用下斷路器開斷端的支撐絕緣子有發(fā)生放電和熱擊穿的可能.

        參考文獻(xiàn):

        [1]王洪新,何景亮.電力系統(tǒng)電磁兼容[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2004.

        [2]張雪.GIS設(shè)備VFTO仿真中隔離開關(guān)電弧模型的研究[D].北京:華北電力大學(xué),2010.

        [3]李建青,袁松柳.用能量法計算非平行板電容器的電容[J].物理與工程,2007,17(5):8-10.

        [4]PovhD,SchmittH,VolckerO,etal.Modellingandanalysisguidelinesforveryfasttransients[J].IEEETransactionsonPowerDelivery,1996,11(4):2028-2035.

        [5]HaznadarZ,CarsimamovicS,MahmutcehajicR.Moreaccuratemodelingofgasinsulatedsubstationcomponentsindigitalsimulationsofveryfastelectromagnetictransients[J].IEEETransactionsonPowerDelivery,1992,7(1):434-441.

        [6]吳文輝,曹祥麟.電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)計算與EMTP應(yīng)用[M].北京:中國水利水電出版社,2012.

        [7]高有華.雷電沖擊和快速暫態(tài)過電壓對GIS及相連設(shè)備影響的研究[D].沈陽: 沈陽工業(yè)大學(xué),2004.

        [8]施圍,邱毓昌,張喬根.高電壓工程基礎(chǔ)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.

        [9]〔法〕R.科埃略,B.阿拉德尼茲.電介質(zhì)材料及其介電性能[M].張冶文,陳玲,譯.北京:科學(xué)出版社,2000.

        Study on isolating switch arcing circuit model and VFTO in GIS

        ZUO Mingxin,WANG Zhongli

        (DepartmentofElectricalEngineering,ZhengzhouCollegeofScience&Technology,Zhengzhou450064,China)

        Abstract:Combining with the actual structure of the isolating switch gas chamber in GIS and feature of arcing, the resistance and inductance component series equivalent arcing circuit model established, and the transient equivalent circuit by Bergeron numerical calculation method is used. The VFTO waveform of the main elements in GIS is calculated, resulting in the conclusion that the amplitude of the VFTO of the circuit breaker terminal support insulator is the highest, and the frequency components and voltage information of the VFTO are extracted. After analysis it can be concluded that the VFTO may cause the circuit breaker terminal support insulator discharge and thermal breakdown.

        Key words:isolating switch;arc circuit model;VFTO

        猜你喜歡
        隔離開關(guān)
        高壓隔離開關(guān)常見故障的分析及處理探析
        110kV隔離開關(guān)觸頭應(yīng)急潤滑裝置的研制和應(yīng)用
        10kV配電線路帶負(fù)荷更換隔離開關(guān)的作業(yè)方法及安全對策分析
        關(guān)于檢修高壓隔離開關(guān)的方法與技術(shù)討論
        淺談隔離開關(guān)二次控制信號回路的分析
        特高壓GIS中隔離開關(guān)操作引起的電磁暫態(tài)問題研究分析
        科技視界(2016年20期)2016-09-29 10:57:18
        一種多功能融冰短接設(shè)備
        科技視界(2016年13期)2016-06-13 08:08:48
        一起隔離開關(guān)誤動作引起全站失壓的故障分析
        一例500kV高壓隔離開關(guān)萬向節(jié)頭斷裂情況的分析
        科技資訊(2015年31期)2016-03-21 22:02:48
        電氣設(shè)備異常發(fā)熱的預(yù)防探討
        蜜桃网站入口可看18禁| 久久婷婷色香五月综合缴缴情| 最新日本一道免费一区二区| 亚洲日韩国产精品第一页一区| 精品国产91久久综合| 日韩在线视频不卡一区二区三区| 国产亚洲一区二区毛片| 狠狠躁夜夜躁人人爽超碰97香蕉| 日本不卡一区二区三区在线 | 久久国产亚洲av高清色| 亚洲国产精品av在线| 国产精品无码一本二本三本色| 久久久久久人妻精品一区百度网盘| 手机在线免费看av网站| 一区二区三区天堂在线| 欧美老肥妇做爰bbww| 久久久久亚洲av无码专区体验| 香蕉视频在线观看国产| 日本变态网址中国字幕 | 黄色三级国产在线观看| 麻豆精品国产av在线网址| 午夜无码国产理论在线| 国产亚洲女在线线精品| 在线观看一区二区三区视频| 内射夜晚在线观看| 99久久免费看少妇高潮a片特黄| 无码久久精品蜜桃| av国产免费在线播放| 色欲欲www成人网站| 亚洲欧美国产双大乳头| 精品视频专区| 中文字幕国产精品专区| 国产精品毛片无遮挡高清| 亚洲男同志网站| 日本韩国三级aⅴ在线观看| 日本美女性亚洲精品黄色| 特黄 做受又硬又粗又大视频 | 国产91精品清纯白嫩| 人人妻人人澡人人爽人人dvd| 精品国产18久久久久久| 欧美在线Aⅴ性色|