王蔚然

(哈尔滨工业大学,哈尔滨 150001)

智能变电站作为智能电网最核心的一环,为智能电网提供标准的、可靠的节点(包括一次、二次和系统)支撑,具有可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能[1]。

目前国内已经建设的智能变电站多采用 SF6气体绝缘开关(GIS),连接在 SF6气体绝缘开关的电力变压器等输变电设备的绝缘结构耐受快速暂态过电压(VFTO)的能力已成为电力运行部门和设备制造部门十分关注的问题[2-8]。以往对VFTO的研究主要集中在常规变电站的绕组型设备,高陡度的 VFTO能够使绕组匝间绝缘承受严重的过电压。而超高压智能变电站 GIS中的隔离开关操作时,由于其动作速度较低,会产生幅值较高、陡度很大、频率很高的VFTO,严重时可能造成 GIS设备的损坏[9]。本文以国家电网公司首座 500 kV试点智能变电站为例,应用EMT P仿真软件仿真计算不同操作方式下VFTO对 GIS设备的影响,为系统的安全运行提供理论依据并提出相应的解决措施。

1 VFTO对GIS的影响分析

VFTO是指波前时间在3～100 ns范围内的瞬态过电压。GB 311.1— 2012《绝缘配合 第一部分 定义、原则和规则》中称之为陡波前过电压。

VFTO其上升时间通常为 2～20 ns;持续时间短;VFTO有频率很高的高频分量的特点,一般在0.1～100 M Hz范围内。因此VFTO可能损害 GIS本体、带绕组的设备和二次设备的绝缘。GIS采用SF6作为绝缘介质,比常压下空气绝缘恢复强度高十多倍,所以需要一定幅值的过电压才能击穿,另一方面 GIS对地电容比架空线路高 1～2个数量级,残余电荷比较大,幅值较高的VFTO会对设备绝缘造成损伤。……