《40.5 kV真空開關操作過電壓機理及抑制技術的研究》是依託清華大學，由關永剛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：40.5 kV真空開關操作過電壓機理及抑制技術的研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：關永剛
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
真空開關操作過電壓的機理研究以前集中於額定電壓12 kV及以下。隨著套用電壓等級的提高，出現了一些以往很少見的過電壓現象和事故，如40.5 kV真空開關操作導致系統短路、滅弧室損毀以及電源側過電壓等，傳統的抑制方法效果不佳。內蒙某變電站曾進行了40.5 kV真空斷路器開斷並聯電抗器以及保護方案的現場試驗，也發現了一些不同於以往的新現象。目前國內外尚缺乏對此類事故和現象的研究，也就難以對過電壓特性和抑制效果作出很好的估計從而合理的選取過電壓防護措施。操作過電壓也成為了真空開關套用於更高電壓等級電力系統的阻礙之一。本申請擬通過一系列的試驗和仿真，結合現場試驗結果，建立真空開關的仿真計算模型，得出40.5 kV真空開關操作過電壓有關的多種特性參數及其影響規律，探索磁環等抑制過電壓的效果和機理。進一步完善真空開關操作過電壓的產生機理、抑制方法和評估技術。
結題摘要
真空開關操作過電壓的機理研究以前集中於額定電壓12 kV及以下。隨著套用電壓等級的提高，出現了一些以往很少見的過電壓現象和事故，如40.5 kV真空開關操作導致系統短路、滅弧室損毀以及電源側過電壓等，傳統的抑制方法效果不佳。內蒙某變電站進行了40.5 kV真空斷路器開斷並聯電抗器以及保護方案的現場試驗，也發現了一些不同於以往的新現象。目前國內外尚缺乏對此類事故和現象的研究，也就難以對過電壓特性和抑制效果作出很好的估計從而合理的選取過電壓防護措施。操作過電壓也成為了真空開關套用於更高電壓等級電力系統的阻礙之一。本項目通過對現場試驗結果的深入分析和仿真計算，取得了一系列的研究成果。①通過現場試驗的統計分析，給出了40.5kV真空斷路器開斷並聯電抗器時重燃次數多、恢復電壓陡度大、相間過電壓倍數高的定量特徵參數。②通過電路分析和理論計算給出了三相相互耦合引發的多次重燃過程以及高幅值過電壓的產生機理，即：工頻電流首先過零相的預期瞬態恢復電壓幅值高，導致電弧重燃，重燃產生的高頻電流經電纜的相間耦合導致其他兩相發生強制熄弧。強制熄弧相預期瞬態恢復電壓的幅值和初始上升率都極高，繼而引發三相多次重燃過程，並產生可達相對地過電壓幅值的2倍的相間過電壓。③結合實驗室試驗和現場試驗結果建立了包含截流值、介質絕緣強度、高頻熄弧能力等三個主要參數的真空斷路器模型，以及包含相間多種耦合關係的電網模型，並根據試驗結果改進模型以及設定模型參數。通過仿真計算深入分析了過電壓的影響因素。④通過仿真分析，系統地討論了金屬氧化物避雷器MOA、阻容保護的保護機理和優劣，討論了多種新的保護方案，包括：電氣設備的絕緣配合、改變斷路器參數、改變電網元件參數、串入磁環、斷路器相控操作及三相不同期開斷等。
