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2024年4月28日发(作者:translate3d滑动卡顿)

52

卷第

4

期:

0054-0062

2016

4

16

HighVoltageApparatus

Vol.52

No.4

0054-0062

Apr.16

2016

DOI:10.13296/j.1001

-.2016.04.008

GIS

隔离开关操作对电子式电流互感器的干扰分析及防护

白世军

1

2

曾林翠

2

荣命哲

1

李毅

2

陈凯

2

张玉荣

2

710077

)(

1.

西安交通大学电气工程学院

西安

710049

2.

西安西电高压开关有限责任公司

西安

摘要

为了给

GIS

集成式电子式电流互感器的工程设计和安全运行提供理论依据

文中以隔离开关开合造成

VFTO

是引起电子式电流互感器受干扰的唯一干扰源和根源的结论

分析建立了四川某工程

126

kVGIS

部和外部暂态计算电路

选取变压器间隔

GIS

典型结构作为分析对象

利用

EMTP

合理地选择参数并建立了

VFTO

TEV

仿真计算模型

计算了

GIS

各主要节点的

VFTO

TEV

通过仿真计算及研究结果表明

GIS

集成

式电子式电流互感器的设计应用是个系统工程

除了要考虑电子式互感器自身的传感器部分和电子电路部

分的干扰防护设计

还要考虑

GIS

的结构布局

母线

壳体尺寸和接地等因素对

VFTO

的抑制

关键词

电子式电流互感器

快速暂态过电压

暂态地电位

EMTP

Interference

AnalysisandProtectionofElectronicCurrentTransformer

CausedbyDisconnectSwitchOperationinGIS

2

ZENG

Lincui

2

RONG

Mingzhe

1

LI

Yi

2

CHEN

Kai

2

ZHANG

Yurong

2

BAI

Shijun

1

1.

SchoolofElectricalEngineering

Xi

anJiaotongUniversity

Xi

an710049

China

anXDHighVoltageSwitchgearCo.

Ltd.

Xi

an710077

China

Abstract:

Inordertoprovidethetheoreticalreferenceforengineeringdesignandsafeoperationofintegrated

electroniccurrenttransformer

ECT

inGIS,thispaperconsidersthatveryfasttransientovervoltage

VFTO

causedbydisconnectswitchoperationistheonlyinterferencesourceandtherootcausesoftheelectroniccurrent

ideandoutsidetransientcircuitsofaGISsubstationin

icalstructureofthetransformerintervalGISisselectedastheanalysis

objectandthereasonablyparametersarechosentoestablishVFTOandTEVsimulationmodelbyusingEMTP.

culationandresearchresultsshowthatthe

designandapplicationstoconsider

theoveralldesignofGIS,suppressionofVFTOinGISstructurelayout,buses,thesizeoftheshellandwell-

stheinterferenceprotectiondesignofthesensorpartandtheelectroniccircuit

partofelectroniccurrenttransformeraresuggested.

Keywords:electroniccurrenttransformer

veryfasttransientovervoltage

transientearthvoltage

EMTP

0

引言

电子式互感器具有体积小

重量轻

无磁饱和

GIS

智能变电站

电子式互感器采集卡安装于

GIS

设备外壳上

采集卡及供电电源处于电磁严重污染

的环境中

在隔离开关

(disconnecting

switch

DS)

和断

路器

(circuit

breaker

CB)

的操作

时会在

GIS

内产

高达数亿赫兹的

VFTO

[2

-9]

并引起壳体地电位的升

(transient

earthvoltage

TEV)

[10]

近年由于操作隔

离开关暂态现象引起电子式互感器在多个智能变

电站中采样数据异常甚至损坏等严重问题导致保

护误动常有发生

电子式互感器的可靠性依然严重

无二次开路

可方便地与一次高压开关设备组合安

有效提高了设备集成度

减少用地

安装运输方

便等优点

[1

-5]

具有广泛应用的市场前景

随着技术

的不断成熟

近年来在

AIS

变电站逐步得以成功应

但对于集成一体化设计安装有电子式互感器的

收稿日期

2015-11-17

修回日期

2015-12-18

西安交通大学校庆专栏

白世军,曾林翠,荣命哲,等

.GIS

隔离开关操作对电子式电流互感器的干扰分析及防护

·

55

·

困扰着电子式互感器的大面积推广应用

330

kV

变电站

126

kV

青海城东变电站等多个智能

变电站在调试投运或长期运行过程由于中出现不同

程度的问题

甚至有些问题导致保护误动

而这些变

电站表现出来的问题在很长一段时间内难以解决

[11]

根据国网吉

林电力有限公司现场实施小组到

国内已经建成投运的智能化变电站进行实地调研

结果表明

截止

2012

10

月份

国内共建

61

GIS

用电子式互感器由于其安装位置更加接近

开关设备等操作元件

长时间

近距离运行在恶劣

的电磁环境中

其抗干扰能力必须受到特别的关

电磁干扰防护的研究已经成为电子式互感器核

心技术之一

文中从电子式互感器的原理

安装结

构出发

以工程案例为研究点进行了

VFTO

TEV

模型仿真

分析了其对电子式互感器干扰的机理

在研究的基础上提出了

GIS

集成式电子式电流互

感器的抗干扰措施

为电子式互感器的工程设计应

用推广应用提供借鉴

35~750

kV

变电站采用了电子式互感器

产品设计

国内

11

个生产厂家

其中有

21

座变电站反馈出了电

子式互感器问题

占总数量的

34.4

11

座变电

站涉及

5

个厂家采集卡受到了干扰

具体问题如下

1

电子式互感器应用中的电磁干扰问题及

影响

目前

智能化变电站中电子式电流互感器采用低

1)

在开合隔离开关时采集器由于受到快速暂态

过电压

VFTO

造成信号传输中断或硬件损坏

2)

采集器电源在分合线路隔离开关时受到干扰

导致合并单元通信出现异常

功率

LCPT

线圈和

Rogowski

线圈组合的技术方案

3)

隔离开关合闸操作时

电磁干扰特别严重

子式互感器的采集单元抗干扰设计不充分

导致数

据转换异常

出现个别跳点

LCPT

具有体积小

精度高

可带高阻抗等优点

适用

于提供稳态信号

用作测量信号的获取

但其仍包含

高导磁率铁心

因而存在饱和问题

过载信号无法得

到保障

采用

Rogowski

线圈解决了传统电磁互感器

饱和的问题

具有频率响应好

线性度高

暂态特性好

等特点

用作保护信号的获取

在采用电子式互感器

的变电站中已经投入运行的延安

(

洛川

)750

kV

变电

长春南

(

金城

)500

kV

变电站

陕西户县新盛

4)

电子式互感器安装于

GIS

本体

与隔离开关

等设备近

通信元件

EMC

防护处理能力不力

5)

电子式互感器采集器二次回路与一次回路共

导致高频干扰通过接地回路引入采集器

1

2

为电子式

互感器在隔离开关操作时受

干扰合并单元录波图

1

操作隔离开关时合并单元输出

(

单点跳变

)

Fig.

1Mergingunitoutputwhenoperatingthedisconnectingswitch(singlepointjump)

2

电子式互感器运行干扰问题原因分析

very

fasttransient

VFT)

其主要表现为

:

如图

4

所示

GIS

线上的快速暂态过电压

(very

fasttransient

overvoltage

VFTO)

过电流

(very

fasttransient

current

VFTC)

GIS

体上的暂态地电位

(transient

earthvoltage

TEV)

外部过电压

(fast

transient

overvoltage

FTO)

和在

GIS

周围空间产生暂态电磁

(transient

electromagneticfield

TEM)

电磁干扰

(electromagnetic

interference

EMI)

这种瞬态

过程会

GIS

内的电子式互感器产生很大的影响

导致互

GIS

典型结构图见图

3

隔离开关操作对

GIS

子式电流互感器暂态影

响见图

4

采用

GIS(gas

insulatedswitchgear)

的变电站中

如图

3

所示电子式

电流互感器

ECT

常与隔离开关

DS

邻安装在

GIS

GIS

例行操作

(

例如隔离开关

DS

切合空

载变压器

)

或变电站故障时

隔离开关

接地开关和

断路器等一次设备动作就会产生快速暂态过程

(


本文标签: 互感器 电子式 开关 干扰 隔离