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变电站互感器宽频传输特性与接地网瞬态特性的研究

吴茂林

  本文结合国家自然科学基金项目“变电站瞬态电磁环境的预测计算方法研究”(50077006)和高等学校优秀青年教师教学科研奖励计划项目“电力系统电磁兼容关键问题研究”(教人司[2001]182号),对如下变电站电磁兼容问题进行了研究:1.提出了测量互感器宽频传输特性的脉冲测量法和散射参数测量法。对互感器的宽频传输特性和散射参数进行了测量,并将散射参数变换为开路阻抗参数,获得了互感器的端口宽频特性。2.在互感器电压传输特性、电流传输特性、阻抗和导纳特性数据的有理逼近表达式基础上,提出了互感器宽频等效电路模型的建立方法,并建立了500kV电容式电压互感器和500kV电流互感器的宽频等效电路模型。3.研究了母线瞬态电压和瞬态电流通过互感器及其二次电缆在二次设备端口处产生的干扰电压和干扰电流的计算方法。以时域有限差分法计算获得的500kV变电站母线瞬态电压和瞬态电流为激励源,结合本文建立的互感器宽频等效电路模型,计算得到了互感器额定负载时二次设备端口处的干扰电压和干扰电流。计算结果与国内外测量结果吻合。4.研究了雷击某500kV变电站接地网时在保护小室内引起的瞬态地电位问题,分析了保护小室接地网的不同接地方式的效果。研究表明:(1)雷击变电站接地网将造成保护小室内产生不均匀的瞬态地电位分布,保护小室应独立铺设接地网,且与变电站接地网采用四角点连接的方式进行连接,以确保雷击变电站接地网时保护小室内最大瞬态地电位差最小;(2)在保护小室接地网接地方式不变的情况下,保护小室采用铜制接地网比采用钢制接地网时保护小室内最大瞬态地电位差要小,但效果不明显;(3)避雷针距离保护小室越近,雷电流通过避雷针流入变电站接地网时在保护小室内产生的瞬态电位差越大、上升沿时间和半峰值时间越短,因此避雷针应远离保护小室。5.针对雷击变电站接地网产生的瞬态地电位差在双端接地屏蔽电缆上产生干扰的情况,提出了一种基于多导体传输线的计算方法,并通过试验检验了该方法的有效性。计算表明:当波形为、峰值为30kA的雷电流注入某500kV变电站接地网时,瞬态地电位差在屏蔽层双端接地低压直流电源电缆上产生的干扰电压和屏蔽层电流都是不可忽视的,在工程上必需引起足够的重视。……   
[关键词]:变电站;电磁干扰;开关操作;互感器;接地网;保护小室
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:华北电力大学(河北)2004年