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vfto传感器校准用2 kV亚纳秒级上升沿方波发生装置研制

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高电压技术 2020年第8期46卷 2976-2983页

作者：苏少春谢施君丁卫东刘勇闫佳胤穆舟国网四川省电力公司电力科学研究院成都610041 西安交通大学电气工程学院西安710049 国网四川省电力公司成都610041

为实现对特快速暂态过电压(very-fast transient overvoltage, vfto)传感器的校准,并测试其测量带宽上限,围绕2 kV亚纳秒级上升沿方波发生装置研制开展工作。分析了方波发生装置的基本原理;设计了阻抗完全匹配的进线端结构;设计了用于... 详细信息

为实现对特快速暂态过电压(very-fast transient overvoltage, vfto)传感器的校准,并测试其测量带宽上限,围绕2 kV亚纳秒级上升沿方波发生装置研制开展工作。分析了方波发生装置的基本原理;设计了阻抗完全匹配的进线端结构;设计了用于陡化上升沿的气体开关结构,试验研究了充气气压对其动作稳定性的影响,确定了气体开关充气气压和间隙距离;基于阻抗匹配和腔体波阻抗连续的基本原则,设计了用于模拟传感器布置环境的同轴传输腔体,结合仿真分析结果,设计了腔体内导体支撑绝缘件的基本结构;研制了可兼做传输腔体末端匹配用的电阻分压器。试验结果表明:所研制的方波发生装置可输出幅值2kV、上升时间vfto传感器进行了校准,确定该传感器的带宽上限为287 MHz,测试环境下的刻度因数为37 877。

关键词： vfto 方波电压源亚纳秒阻抗匹配同轴传输腔体电阻分压器

500kV GIS变电站vfto对于电子式互感器的电磁骚扰研究

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电工技术学报 2016年第1期31卷 85-90页

作者：冯利民王晓波吴联梓王佳颖刘赫国网吉林省电力有限公司长春130021 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院长春130021

随着气体绝缘全封闭组合电器(GIS)的广泛使用,由隔离开关和断路器操作引起的快速暂态过电压(vfto)带来的危害越加明显。以某典型500 kV GIS智能变电站为计算原型,研究500 kV GIS变电站vfto对电子式互感器的电磁骚扰。以噪声源和传播路... 详细信息

随着气体绝缘全封闭组合电器(GIS)的广泛使用,由隔离开关和断路器操作引起的快速暂态过电压(vfto)带来的危害越加明显。以某典型500 kV GIS智能变电站为计算原型,研究500 kV GIS变电站vfto对电子式互感器的电磁骚扰。以噪声源和传播路径为基础,通过建立噪声耦合近似模型,实现对电子式互感器干扰信息的定性分析研究。通过分析发现,互感器耦合路径上的耦合电容C_L和C_N越小,vfto噪声耦合效率越低,vfto对电子式互感器的噪声影响也越小。研究结果表明,低频段通过修正C_L和C_N实现对电磁干扰的抑制,高频段采用滤波和屏蔽最为有效。通过现场实测证实,未安装防护装置情况下,测得数字采集卡输入端耦合vfto最高幅值达到9.9 kV,采用电磁兼容综合防护措施后,vfto最高幅值为0.61 V。

关键词： vfto 电子式互感器噪声耦合模型干扰抑制

考虑最佳vfto抑制效果的螺旋管式阻尼母线电感特性研究

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电网技术 2022年第7期46卷 2812-2822页

作者：吴细秀冯晓彤胡云枫完朋朋王翰冯宇王欢侯慧武汉理工大学自动化学院湖北省武汉市430070 电网环境保护国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 湖北省武汉市430074 广东电网有限责任公司东莞供电局广东省东莞市523000

为解决螺旋管式阻尼母线(下简称阻尼母线)的设计问题,文章开展阻尼母线最佳抑制效果与阻尼母线电阻与电感的配合关系研究,通过对特快速暂态过压(very fast transient overvoltage,vfto)幅值和波前陡度抑制效果的分析,得到最佳抑制效果... 详细信息

为解决螺旋管式阻尼母线(下简称阻尼母线)的设计问题,文章开展阻尼母线最佳抑制效果与阻尼母线电阻与电感的配合关系研究,通过对特快速暂态过压(very fast transient overvoltage,vfto)幅值和波前陡度抑制效果的分析,得到最佳抑制效果时电阻、电感参数的配合范围。因电感值决定了母线的加工方式,故重点讨论了电感的计算方法和影响电感大小的因素。分析高频和低频条件下螺旋管式阻尼母线磁链铰链情况的基础上,得到了采用场计算法来计算电感的具体实现方法。文章对特快速暂态过电流(very fast transient current,VFTC)波形进行拟合,并将其作为电感计算的激励。为得到频率、材料、匝距、匝数等因素对阻尼母线电感特性的影响,计算不同影响因素下阻尼母线的电感,采用最小二乘法对高频电感计算的离散结果进行拟合,并确定550kV电压等级最佳vfto抑制效果下阻尼母线电感的取值范围。完成上述工作后,以550kV气体绝缘变电站(gas insulated substation,GIS)中加装的阻尼母线为例,对电阻和电感的匹配原则进行验证,分析了加装阻尼母线后vfto的抑制效果,结果表明:R与L进行最佳参数配合条件下,可将vfto的幅值从1.417降到0.8pu,波前陡度降低6kV/ns左右,击穿次数从11次降低到8次。

关键词：螺旋管式阻尼母线抑制电感场计算 vfto

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变压器绕组内vfto波过程的建模与计算

高电压技术 2007年第5期33卷 22-24,45页

作者：杨爱民高树国张重远陈洪海广东电网佛山供电局佛山528000 华北电力大学电气工程学院保定071003

为了研究变压器绕组在快速瞬态过电压(vfto)下的波过程,减少频域内求解时频谱混叠和泄漏带来的结果误差,建立了变压器绕组多导体传输线(MTLs)模型;推导了基于时域有限差分法(FDTD)在时域内求解变压器绕组多导体传输线模型的迭代公式。... 详细信息

为了研究变压器绕组在快速瞬态过电压(vfto)下的波过程,减少频域内求解时频谱混叠和泄漏带来的结果误差,建立了变压器绕组多导体传输线(MTLs)模型;推导了基于时域有限差分法(FDTD)在时域内求解变压器绕组多导体传输线模型的迭代公式。应用矢量匹配法采用一阶有理函数逼近传输线频变阻抗,用拉普拉斯反变换处理传输线阻抗的频变问题来解决FDTD处理频变难的问题。实测和仿真计算一个180匝连续式变压器绕组模型的结果表明,二者波形较吻合,计算模型和计算方法正确和可行。

关键词：多导体传输线 vfto 变压器绕组模型 FDTD 矢量匹配法频变阻抗

GIS中快速暂态过电压vfto的抑制研究进展

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高电压技术 2023年第1期49卷 418-431页

作者：张文斌胡洋昆明理工大学机电工程学院昆明650504

气体绝缘变电站GIS中的隔离开关在分合闸时,会产生快速暂态过电压vfto,对GIS本身及邻近设备将造成极大危害。综述了国内外现有抑制vfto的研究现状。从抑制vfto的产生、改造GIS内部结构及抑制vfto沿输电路径传播3个方面,概要总结了各抑... 详细信息

气体绝缘变电站GIS中的隔离开关在分合闸时,会产生快速暂态过电压vfto,对GIS本身及邻近设备将造成极大危害。综述了国内外现有抑制vfto的研究现状。从抑制vfto的产生、改造GIS内部结构及抑制vfto沿输电路径传播3个方面,概要总结了各抑制方法的优势及存在的问题。提出了抑制vfto需要深化的研究内容:研制能精准控制开关合闸时间的成套设备,怎么样控制电弧击穿导通的时间,通过微机系统综合控制实现精准相位合闸;探索场路论结合的方式准确仿真加装阻尼母线前后vfto的变化,建立阻尼母线抑制vfto的特性参数关系;磁环抑制vfto的理论,量化分析磁环的物理尺寸及磁材料特性参数对抑制效果的影响,在此基础上进而研究半圆卡扣式磁环对抑制vfto的影响,以便后续在运GIS的改造,最后还需进一步研究如何解决磁饱和增加磁损耗增强抑制效果。

关键词：气体绝缘变电站快速暂态过电压隔离开关 vfto GIS 抑制过电压特高压防护

220kV GIS中断路器关合空载变压器所产生vfto辐射电场的测量与波形特征分析

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中国电机工程学报 2016年第18期36卷 5087-5093,5134页

作者：孔旭郭飞梁涛陈宇浩刘浩军吴旭涛王绍飞李启谢彦召电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049 西安高压电器研究院有限责任公司陕西省西安市710077 国网宁夏电力公司电力科学研究院宁夏回族自治区银川市750001

为研究变电站中开关动作所产生瞬态辐射场的波形特征,利用变电站停电检修的机会对220k V GIS中三相断路器操作所产生的vfto辐射电场进行了测量与分析。首先针对变电站内复杂的电磁环境,研制了一套宽频带、抗电磁干扰能力强且传输距离远... 详细信息

为研究变电站中开关动作所产生瞬态辐射场的波形特征,利用变电站停电检修的机会对220k V GIS中三相断路器操作所产生的vfto辐射电场进行了测量与分析。首先针对变电站内复杂的电磁环境,研制了一套宽频带、抗电磁干扰能力强且传输距离远的光纤电场测量系统;然后选取了数个具有代表意义的测点,对断路器闭合空载变压器时所产生的vfto辐射电场进行了测量;取得测量结果后,分别从时域和频域进行了波形特征与分布规律的分析。经分析可知:断路器对空载变压器的闭合操作可以在变电站中产生vfto辐射场,脉冲电场的幅值可达7k V/m,前沿可达5ns,前沿陡度可达1.2(k V/m)/ns,该辐射场对工作在GIS中的电子设备具有潜在的威胁,因此需要研究vfto辐射场的波形特征。研究结果表明:vfto辐射电场一般为间隔数ms的脉冲群,每个脉冲为振荡衰减波且具有多个特征频率,按照不同特征频率的波形成分衰减速度的不同,可以将脉冲在时域上分为三个时期。

关键词： GIS 光纤电小天线 vfto 辐射电场测量

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铁氧体磁环抑制GIS的vfto的可能性

电工技术学报 2002年第4期17卷 22-25页

作者：刘卫东金立军钱家骊张雅林申豫章王淑平清华大学电机系 100084 西安高压开关厂 710077

研究了用铁氧体磁环抑制全封闭组合电器 (GIS)的特快速暂态过电压 (vfto)的可能性。低电压模拟试验表明 ,在导体上放置铁氧体磁环等效于在导体中接入一个并联的电感和电阻 ,能够阻尼行波的传播 ,抑制快速暂态过程。

关键词：铁氧体磁环抑制 GIS vfto 可能性全封闭组合电器特快速暂态过电压

1000kV GIS变电所vfto特性研究

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高电压技术 2007年第11期33卷 27-32页

作者：谷定燮修木洪戴敏周沛洪国网武汉高压研究院武汉430074

为确保特高压输电工程的安全可靠,结合我国特高压输电试验示范工程计算分析了GIS和HGIS变电所的特快速瞬态过电压(vfto)。研究表明,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。研究... 详细信息

为确保特高压输电工程的安全可靠,结合我国特高压输电试验示范工程计算分析了GIS和HGIS变电所的特快速瞬态过电压(vfto)。研究表明,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。研究了GIS隔离开关装并联分合闸电阻对限制vfto的作用后,建议GIS变电所采用并联分合闸电阻(约500Ω),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,在允许范围内,其隔离开关可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

vfto抑制新方法研究——高频过电压抑制导线

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高压电器 2018年第10期54卷 90-96页

作者：冯宇吴士普吴细秀王欢王磊宫瑞磊周友武中国电力科学研究院有限公司武汉430074 武汉理工大学武汉430070 山东泰开高压开关有限公司山东泰安271000 国网江西电力科学研究院南昌330069

vfto具有波前陡、幅值高、频带宽、持续时间长等特点,是GIS变电站及邻近电力设备安全的巨大威胁,必须采取措施对其进行抑制。现有的几种抑制方法均有一定的效果,也存在相应的缺陷。据此提出一种高频过电压抑制导线的设计。抑制导线由GI... 详细信息

vfto具有波前陡、幅值高、频带宽、持续时间长等特点,是GIS变电站及邻近电力设备安全的巨大威胁,必须采取措施对其进行抑制。现有的几种抑制方法均有一定的效果,也存在相应的缺陷。据此提出一种高频过电压抑制导线的设计。抑制导线由GIS母线改造的镂空螺线管及与之并联的电阻组成,安装方式与常规母线无异。在工频下,其正常进行电流、电压波的传输;当有高频过电压时,起抑制vfto的作用。文中对高频过电压抑制导线抑制vfto的机理进行了分析,说明了其抑制vfto的优势。然后从抑制导线的结构分析其抑制vfto的效果,抑制导线主要组成部件包括4个部分:抑制导线本体、环氧玻璃支撑件、无感阻尼电阻、梅花触头等电连接部件。最后对抑制导线的设计难点进行分析,并提出相应的措施。验证了高频过电压抑制导线确实可以抑制vfto的幅值和频率。

关键词： vfto 抑制机理 GIS 抑制导线