王磊，陳潔，萬(wàn)磊，林曉靜，戴敏

(1．中國(guó)電力科學(xué)研究院，武漢市430074；2.西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院，西安市710049；3．國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司，武漢市 430074)

特高壓GIS變電站VFTO仿真計(jì)算研究

王磊1，陳潔2，萬(wàn)磊1，林曉靜3，戴敏1

(1．中國(guó)電力科學(xué)研究院，武漢市430074；2.西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院，西安市710049；3．國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司，武漢市 430074)

氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備(gas insulated switchgear, GIS)中的隔離開(kāi)關(guān)投切空載短母線時(shí)會(huì)產(chǎn)生陡波前、高幅值的特快速瞬態(tài)過(guò)電壓(very fast transient overvoltage, VFTO)，對(duì)GIS及其連接的設(shè)備產(chǎn)生危害，嚴(yán)重影響設(shè)備的安全運(yùn)行。通過(guò)電磁暫態(tài)程序(electro-magnetic transient program, EMTP)，針對(duì)我國(guó)“皖電東送”工程某特高壓變電站開(kāi)展了仿真研究，并對(duì)影響VFTO的幾種因素進(jìn)行分析。結(jié)果表明，母線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和殘余電荷電壓對(duì)VFTO影響較大，通過(guò)合理設(shè)計(jì)隔離開(kāi)關(guān)可減小殘余電荷電壓水平，從而顯著降低變電站VFTO水平。

特高壓；隔離開(kāi)關(guān)；特快速瞬態(tài)過(guò)電壓(VFTO)；殘余電荷電壓

0 引 言

氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備(gas insulated switchgear，GIS)中隔離開(kāi)關(guān)投切空載短母線時(shí)，開(kāi)關(guān)觸頭間隙會(huì)發(fā)生多次重復(fù)擊穿，從而產(chǎn)生特快速瞬態(tài)過(guò)電壓(very fast transient overvoltage，VFTO)[1]。VFTO具有頻率、幅值、陡度高等特點(diǎn)，其引發(fā)的GIS內(nèi)部設(shè)備和相連設(shè)備的過(guò)電壓事故也時(shí)有發(fā)生[2-4]，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全。對(duì)于特高壓GIS變電站，此問(wèn)題更加突出。故有必要對(duì)特高壓GIS變電站內(nèi)VFTO的特性進(jìn)行深入研究[5]。

由于目前尚無(wú)隔離開(kāi)關(guān)操作引起VFTO的標(biāo)準(zhǔn)波形，在設(shè)計(jì)階段評(píng)估變電站VFTO水平時(shí)，通常的做法是首先利用電磁暫態(tài)程序(electromagnetic transients program, EMTP)計(jì)算GIS中VFTO的分布，獲得設(shè)備端口的波形[6]?，F(xiàn)有研究方法對(duì)建模中參數(shù)選取有一定爭(zhēng)論，如弧道電阻大小等，且采取的是隔離開(kāi)關(guān)“峰—峰”值擊穿時(shí)的VFTO作為設(shè)備絕緣耐受電壓，其結(jié)果可能是偏保守的，使得工程造價(jià)大幅增加[7-12]。

本文主要結(jié)合我國(guó)交流特高壓試驗(yàn)基地GIS試驗(yàn)回路的實(shí)測(cè)結(jié)果，對(duì)GIS變電站VFTO計(jì)算模型進(jìn)行修正與完善，并利用此模型對(duì)我國(guó)“皖電東送”工程中的某特高壓變電站進(jìn)行仿真計(jì)算分析。此外還介紹殘余電荷電壓的計(jì)算方法，提出影響殘余電荷電壓的主要因素，并分析殘余電荷電壓對(duì)VFTO的影響。

1 變電站的仿真計(jì)算

1.1 變電站設(shè)備的建模

通常，在針對(duì)GIS中VFTO的仿真計(jì)算時(shí)，忽略集膚效應(yīng)與電阻損耗的影響，這是因?yàn)閺年P(guān)心VFTO的最大幅值角度，主要關(guān)心數(shù)百ns以內(nèi)的波形，此時(shí)電阻引起的衰減效應(yīng)還不明顯。由于VFTO波形含有的主要頻率分量從數(shù)百kHz到上百M(fèi)Hz，高頻電磁波對(duì)亮導(dǎo)體透入深度有限，導(dǎo)體間的位移電流效應(yīng)比較明顯，即導(dǎo)體間容抗比較小，感抗比較大，因此，對(duì)于外觀尺寸在數(shù)m以內(nèi)的電氣元件都是用極總參數(shù)電容表示。對(duì)于幾何尺寸遠(yuǎn)大于電磁波波長(zhǎng)的原件，如GIS母線、架空線等則采用傳輸線模型[13]。

對(duì)于GIS母線的傳輸線模型，予以考慮的參數(shù)主要有波阻抗、波速和每段GIS管道的長(zhǎng)度。其計(jì)算方法如式(1)～(4)：

(1)

(2)

(3)

(4)

式中：C為GIS管道的單位長(zhǎng)度電容；ε0為真空介電常數(shù)；εr為相對(duì)介電常數(shù)；b為GIS管道內(nèi)徑；a為GIS管道內(nèi)部導(dǎo)電桿直徑；L為管道的單位長(zhǎng)度電感；Z0為波阻抗；v為波速[14-15]。

其余各設(shè)備對(duì)地電容值如表1所示。

表1 設(shè)備代號(hào)和其入口電容

對(duì)于隔離開(kāi)關(guān)，其模型對(duì)應(yīng)于分合閘狀態(tài)有所不同：分閘時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)等效為兩段傳輸線與斷口電容的串聯(lián)，此斷口電容約為50 pF，隔離開(kāi)關(guān)觸頭由于其非對(duì)稱性，動(dòng)觸頭對(duì)地電容取65 pF，靜觸頭對(duì)地電容取50 pF；合閘時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)則等效為一段傳輸線及對(duì)地電容，此時(shí)對(duì)地電容值為115 pF。

值得注意的是，隔離開(kāi)關(guān)操作導(dǎo)致觸頭間隙擊穿時(shí)，其弧道電阻等效為一指數(shù)衰減電阻(R0e-t/T)與一阻值較小的電阻(r=0.5～2 Ω)串聯(lián)[16]。弧道電阻的數(shù)學(xué)表達(dá)式如式(5)：

(5)

式中：R0為106MΩ；T為1 ns；t為弧道電阻發(fā)展時(shí)間。

由式(5)可知，弧道電阻在30 ns內(nèi)，從極高的MΩ級(jí)降低到相對(duì)較低的穩(wěn)定電阻值r。通過(guò)EMTP的仿真計(jì)算發(fā)現(xiàn)，時(shí)變電阻對(duì)VFTO幅值的影響基本與只有電阻r時(shí)等效。

斷路器的建模與隔離開(kāi)關(guān)類(lèi)似，但是由于其為四斷口斷路器，等效電容示意圖如圖1所示，具體數(shù)值分別為：C1～C5為50 pF，C12和C45為2 700 pF，C23和C34為2 500 pF。

圖1 斷路器電容等效示意圖

結(jié)合前述各設(shè)備建模方法，建立了圖2所示的計(jì)算等值圖，本文的仿真計(jì)算都是基于圖2進(jìn)行的。

1.2 殘余電荷電壓的模擬

隔離開(kāi)關(guān)投切空載短母線時(shí)，短母線上的殘余電荷電壓對(duì)產(chǎn)生的VFTO具有重要影響。當(dāng)電源側(cè)與殘余電荷電壓差達(dá)到2.0 pu時(shí)發(fā)生擊穿，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生最嚴(yán)重的VFTO水平。在仿真計(jì)算時(shí)，一般都以2.0 pu作為估算VFTO水平的擊穿電壓。

由我國(guó)特高壓交流試驗(yàn)基地開(kāi)展的VFTO試驗(yàn)研究結(jié)果可知，當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)分合閘速度較快時(shí)(1.75 m/s)，其殘余電荷電壓有5%的概率達(dá)到1.0 pu；當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)分合閘速度較慢時(shí)(0.55 m/s)，其殘余電荷電壓有2%的概率達(dá)到1.0 pu。國(guó)外有關(guān)學(xué)者認(rèn)為，當(dāng)分合閘速度低至0.55 m/s時(shí)，其殘余電荷電壓應(yīng)小于0.3 pu。

圖2 國(guó)內(nèi)某特高壓變電站VFTO計(jì)算等值圖

對(duì)殘余電荷電壓的正確模擬，有利于對(duì)配置低速隔離開(kāi)關(guān)的變電站VFTO水平進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。分閘過(guò)程中，隔離開(kāi)關(guān)間隙的絕緣耐受電壓Uw隨時(shí)間線性增大，即

Uw=vtE

(6)

式中：v為隔離開(kāi)關(guān)分閘速度；t為時(shí)間；E為GIS隔離開(kāi)關(guān)間隙的單位長(zhǎng)度耐受電壓。

當(dāng)間隙兩端的電壓Ug≥Uw時(shí)，間隙擊穿，產(chǎn)生特快速暫態(tài)過(guò)電壓，間隙上流過(guò)高頻暫態(tài)電流；當(dāng)高頻暫態(tài)衰減結(jié)束后，負(fù)載側(cè)和電源側(cè)等電位，間隙電弧熄滅。負(fù)載側(cè)殘留電壓就是此時(shí)電源側(cè)工頻電壓的瞬時(shí)值Umsin(ωtk+Φ)，其中tk= 1,2,3,…，為每次重燃的時(shí)間；Um為電源電壓幅值；Φ為觸頭開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的電源電壓相位；ω為I頻電源角頻率。

隔離開(kāi)關(guān)分閘，斷口間隙發(fā)生擊穿、熄弧、再擊穿、再熄弧的過(guò)程。隨著時(shí)間增加間隙距離增大，負(fù)載側(cè)殘壓波形呈階梯狀變化。當(dāng)間隙足夠大，不再發(fā)生重燃擊穿時(shí)，完全完成分閘操作，此時(shí)負(fù)載側(cè)電壓即為分閘末次殘壓。

隔離開(kāi)關(guān)分閘和合閘過(guò)程中開(kāi)關(guān)的觸頭速度v、觸頭開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的電源電壓相位及殘壓Ur等之間的關(guān)系如式(7)～(8)：

(7)

(8)

根據(jù)式(7)、(8)，可以確定每次重燃的時(shí)間tk、每次重燃熄弧后的殘壓值以及分閘操作的最終殘壓值。

從上述計(jì)算方法中可以看出，影響分閘操作后短管線上殘余電荷電壓的主要因素是隔離開(kāi)關(guān)的操作速度和間隙的絕緣耐受電壓。當(dāng)假定間隙的絕緣耐受電壓水平一定時(shí)，計(jì)算得到的分閘操作速度與最大殘余電荷電壓的關(guān)系如圖3所示。

圖3 隔離開(kāi)關(guān)分閘速度與最大殘余電荷電壓的關(guān)系

由圖3可知，當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)操作速度大于某一特定值(如0.8 m/s)時(shí)，其最大殘余電荷電壓都約為1.0 pu，當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)操作速度較低時(shí)(如小于0.8 m/s)，則不可能出現(xiàn)1.0 pu的殘余電荷電壓水平。

同樣，當(dāng)分合閘速度一定時(shí)，不同絕緣耐受電壓水平與最大殘余電荷電壓的關(guān)系如圖4所示。

圖4 隔離開(kāi)關(guān)觸頭間耐受電壓與殘余電荷電壓的關(guān)系

由圖3、4可知，片面地認(rèn)為分合閘速度會(huì)影響最大殘余電荷電壓的說(shuō)法是不準(zhǔn)確的，間隙絕緣耐受電壓的水平也會(huì)影響到最終殘余電荷電壓水平。實(shí)際上，從理論分析的角度來(lái)看，分閘速度快慢與間隙絕緣耐受電壓高低是可以等效的。例如，降低隔離開(kāi)關(guān)的分閘速度，與減小絕緣耐受電壓水平對(duì)最終殘余電荷電壓的影響相同。

以上分析是基于分合閘操作速度恒定，且GIS內(nèi)SF6氣體的擊穿電壓與距離成線性關(guān)系的前提下。實(shí)際上，二者的值都具有一定分布性，但相對(duì)較低速度的隔離開(kāi)關(guān)，出現(xiàn)較大殘余電荷電壓的概率是比較小的。因此，在仿真計(jì)算中，除了考慮出現(xiàn)2.0 pu擊穿所造成的最大VFTO外，還需考慮0.6 pu、0.3 pu和無(wú)殘余電荷電壓時(shí)VFTO的特性。

2 計(jì)算結(jié)果及討論

在圖2所示的特高壓GIS變電站中，一共有9組斷路器，與之對(duì)應(yīng)的斷路器兩側(cè)有18組隔離開(kāi)關(guān)，此外還有3組獨(dú)立的隔離開(kāi)關(guān)。對(duì)應(yīng)每組隔離開(kāi)關(guān)可能出現(xiàn)的操作方式非常多，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況，本文考慮了21種操作隔離開(kāi)關(guān)引起VFTO的不同接線方式。計(jì)算中假設(shè)隔離開(kāi)關(guān)不帶并聯(lián)投切電阻，且殘余電荷電壓分別為0，0.3，1.0 pu這3種情況。

由計(jì)算結(jié)果可知，通過(guò)線路帶電操作隔離開(kāi)關(guān)引起的VFTO水平要小于變壓器帶電時(shí)的水平，故在后面的分析中，都是針對(duì)變壓器帶電、線路對(duì)應(yīng)的出線未投入的方式。

2.1 VFTO波形

圖5為操作隔離開(kāi)關(guān)DS11與斷路器CB11間短管線，VFTO在母線上對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的波形圖。由圖5可知，當(dāng)節(jié)點(diǎn)靠近被操作隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，VFTO波形中波頭更陡，且其振蕩頻率含量相對(duì)于遠(yuǎn)處的節(jié)點(diǎn)更高。

圖5 母線不同節(jié)點(diǎn)上VFTO波形對(duì)比

當(dāng)變壓器入口電容分別取5 000，4 000和3 000 pF時(shí)，最大VFTO分別為1 032，1 045和1 060 kV。故采用糾結(jié)式繞組增大變壓器的匝間電容，在一定程度上可以降低VFTO。圖6為各操作方式下變壓器入口處最大VFTO的波形圖，由圖6可知，其最大陡度約為224 kV/μs。由于本文中的變壓器是經(jīng)一段較長(zhǎng)的架空線與GIS相連，故VFTO在架空線傳播過(guò)程中其幅值和頻率衰減較快，對(duì)變壓器威脅不大。

對(duì)于變壓器與GIS本體經(jīng)油氣套管直接相連的變電站來(lái)說(shuō)，VFTO對(duì)變壓器的危害則需給予足夠重視。因?yàn)閂FTO沿變壓器繞組近似于指數(shù)分布，首端匝間絕緣將承受較高的電壓，其所含諧波會(huì)在繞組局部引起諧振，同時(shí)由于單次隔離開(kāi)關(guān)操作的多次擊穿，可能會(huì)使得變壓器絕緣因累積效應(yīng)發(fā)生擊穿。

圖6 變壓器入口處最大VFTO波形展開(kāi)圖

圖7為被操作隔離開(kāi)關(guān)處VFTO波形頻譜分析圖。由圖7可知，含量較大的頻譜成分主要處于0～2 MHz，5～15 MHz和20 MHz，來(lái)源于回路電氣振蕩頻率及波阻抗不連續(xù)處的折反射疊加。

圖7 被操作隔離開(kāi)關(guān)處VFTO波形頻譜分析圖

2.2 母線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)VFTO的影響

從圖7對(duì)VFTO波形的頻譜分析可知，母線結(jié)構(gòu)和參數(shù)對(duì)VFTO波形和主要頻率成分的影響較大。本節(jié)主要結(jié)合變電站的實(shí)際布置分析母線結(jié)構(gòu)對(duì)VFTO的影響。圖8為最簡(jiǎn)單的單支路GIS母線的拓?fù)涫疽鈭D。這種直接由變壓器支路上的隔離開(kāi)關(guān)操作短管線方式，一般在試驗(yàn)用回路中較為常見(jiàn)，在實(shí)際變電站中很少出現(xiàn)。圖9為含有分支母線時(shí)的拓?fù)涫疽鈭D。實(shí)際變電站中其分支的具體表現(xiàn)形式可能有多種，根據(jù)變電站內(nèi)的串?dāng)?shù)和設(shè)備布置而不同。

對(duì)圖9所示拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析可知，對(duì)于變壓器入口處的VFTO，分支對(duì)其的影響基本由分支的等效導(dǎo)納與其余支路導(dǎo)納之和的比值來(lái)決定[13]。但是對(duì)于GIS內(nèi)部的VFTO水平，則規(guī)律性不明顯。

圖8 單支路GIS母線拓?fù)涫疽鈭D

圖9 含1個(gè)分支的母線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖

具體到本文所分析的特高壓變電站，主要考慮圖10所示的操作方式下，不同接線長(zhǎng)度對(duì)VFTO的影響。

圖10 隔離開(kāi)關(guān)操作引起VFTO示意圖

通過(guò)改變GIS內(nèi)設(shè)備間的距離，如套管BG至母線分岔BR，BR至隔離開(kāi)關(guān)DS22，BR至隔離開(kāi)關(guān)DS23，DS23至斷路器CB22等，得到的計(jì)算結(jié)果如圖11所示。(除BR-BG長(zhǎng)度改變間隔為5 m外，其余部分改變的間隔為1 m)

圖11 不同管道長(zhǎng)度改變對(duì)VFTO的影響

由圖11可知：(1)最大VFTO幅值對(duì)GIS管道的長(zhǎng)度變化極為敏感且不單調(diào)，如隔離開(kāi)關(guān)與母線管道分岔處長(zhǎng)度在較小距離內(nèi)(2.25～8.25 m)改變時(shí)，其最大VFTO計(jì)算值波動(dòng)可達(dá)21%；(2)最大VFTO值出現(xiàn)點(diǎn)會(huì)隨著管道長(zhǎng)度的變化而改變，但一般都出現(xiàn)在開(kāi)斷的隔離開(kāi)關(guān)或斷路器斷口處；(3)相對(duì)來(lái)說(shuō)，負(fù)載側(cè)管母線長(zhǎng)度變化，對(duì)最大VFTO值的影響較小。

2.3 殘余電荷電壓對(duì)VFTO的影響

由我國(guó)特高壓交流試驗(yàn)基地得到的試驗(yàn)結(jié)果可知，對(duì)于隔離開(kāi)關(guān)合閘操作，最大VFTO一般出現(xiàn)在首次擊穿時(shí)，此時(shí)空載母線上的殘余電荷是影響最大VFTO幅值的因素之一；分閘操作時(shí)，最大VFTO一般出現(xiàn)在完全分閘前的末次擊穿，這次擊穿時(shí)電源電壓相位直接決定了空載短母線上的殘余電荷電壓水平。本節(jié)對(duì)殘余電荷電壓分別為0，0.3.和1.0 pu時(shí)的VFTO值進(jìn)行了仿真計(jì)算，結(jié)果如圖12、13所示。

圖12 殘余電荷電壓對(duì)VFTO影響計(jì)算結(jié)果

圖13 不同殘余電荷電壓水平下變壓器處電壓波形

由圖12可知，對(duì)于GIS內(nèi)各設(shè)備來(lái)說(shuō)，當(dāng)殘余電荷降低時(shí)，其最大VFTO水平也隨之降低，且其變化規(guī)律接近于線性。

設(shè)V(x)max表示殘余電荷電壓絕對(duì)值為x(V(x)max和x單位為pu)時(shí)的最大VFTO值，可通過(guò)上述計(jì)算結(jié)果得到如下近似計(jì)算公式：

V(x1)max=[(1+x1)V(x2)max+x2-x1]/(1+x2)

(9)

式(9)主要適用于GIS內(nèi)各設(shè)備的VFTO水平在不同殘余電荷電壓水平下的簡(jiǎn)單估算，其中V(x2)max為已知?dú)堄嚯姾呻妷航^對(duì)值為x2時(shí)的最大VFTO值，V(x1)max為待求殘余電荷電壓絕對(duì)值為x1時(shí)的最大VFTO值。

對(duì)于經(jīng)過(guò)一段架空線路相連接的變壓器來(lái)說(shuō)，殘余電荷電壓對(duì)其過(guò)電壓幅值影響不大，但過(guò)電壓的陡度隨殘壓水平的降低而減小。

如1.2節(jié)中所述，若能對(duì)隔離開(kāi)關(guān)相關(guān)參數(shù)(如分合閘速度、觸頭結(jié)構(gòu)等)給予合理優(yōu)化，可避免出現(xiàn)較高殘余電荷電壓的情況。那么，出現(xiàn)仿真計(jì)算中所假設(shè)的最嚴(yán)重的峰—峰值擊穿的可能性也基本為0。若殘余電荷電壓水平可限制在較低水平(0.3 pu)，則對(duì)GIS變電站內(nèi)部設(shè)備可不采取措施對(duì)VFTO進(jìn)行限制。但不可忽略的是，相對(duì)低速的隔離開(kāi)關(guān)，即使其VFTO水平可能較低，但其單次操作中產(chǎn)生過(guò)電壓的次數(shù)有所增加，多次過(guò)電壓對(duì)絕緣造成的累積效應(yīng)傷害，尚需后續(xù)深入研究，以期在安裝隔離開(kāi)關(guān)投切電阻等限制VFTO措施和改善隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)之間尋求平衡。

3 結(jié) 論

(1)隔離開(kāi)關(guān)分閘速度和隔離開(kāi)關(guān)觸頭間隙擊穿電壓強(qiáng)度共同決定被投切管線上的殘余電荷電壓；通過(guò)合理的設(shè)計(jì)隔離開(kāi)關(guān)，能使最大殘余電荷電壓低于0.3 pu。

(2)特高壓變電站中，靠近被操作隔離開(kāi)關(guān)的設(shè)備，其VFTO波形中波頭更陡，且振蕩頻率含量相對(duì)于遠(yuǎn)處的節(jié)點(diǎn)更高。

(3)對(duì)于經(jīng)架空線與GIS相連的變壓器來(lái)說(shuō)，由于架空線路對(duì)VFTO幅值和頻率的衰減作用，VFTO對(duì)其絕緣威脅不大。

(4)變電站布置影響最大VFTO的幅值和分布位置，但由于行波折反射的復(fù)雜性，并無(wú)確定性規(guī)律，需結(jié)合變電站實(shí)際評(píng)估變電站VFTO水平。

(5)殘余電荷電壓的降低能顯著減小GIS變電站內(nèi)部最大VFTO的水平。

[1] IEC 60071-4—2004 International standard Insulation co-ordination-Part 4: Computational guide to insulation co-ordination and modeling of electrical networks[S]. International Electrotechnical Commission,2004.

[2] 盧鵬. 750 kV GIS變電站VFTO特性分析[J]. 電力建設(shè),2011,32(1):86-90.

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(編輯：張小飛)

VFTOSimulationStudyforUHVGISSubstation

WANG Lei1, CHEN Jie2, WAN Lei1, LIN Xiaojing3, DAI Min1

(1. China Electric Power Research Institute, Wuhan 430074, China;2. Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China;3. Wuhan NARI Limited Liability Company of State Grid Electric Power Research Institute, Wuhan 430074, China)

Very fast transient overvoltage (VFTO) with steep wave-front and high amplitude, is generated during the switching of disconnector with no-load short busbar in gas insulated switchgear (GIS), which is harm to GIS and the connected equipments, as well as seriously affect the safety operation of these equipments. Simulation study of VFTO in UHV GIS substation in Anhui-to-east power transfer project was carried out with using the tool of Electro-magnetic Transient Program (EMTP), and several influencing factors on VFTO were studied as well. The results show that both the topological structure of busbar and the trapped charge voltage have great influence on the VFTO. Through the rational design of disconnector, the trapped charge voltage can be limited to a comparatively low value, which consequently leads to the reduction of the level of VFTO in GIS substation.

UHV; disconnector; VFTO; trapped charge voltage

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(973項(xiàng)目)(2011CB209405)；國(guó)家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目(SGKJJSKF[2009]776)。

TM 864

： A

： 1000-7229(2014)09-0001-06

10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.001

2014-03-19

：2014-04-11

王磊(1984)，男，碩士，工程師，主要從事過(guò)電壓與絕緣配合研究，E-mail:wanglei8@epri.sgcc.com.cn;

陳潔(1987)，女，博士生，主要從事避雷器仿真與過(guò)電壓計(jì)算研究;

萬(wàn)磊(1982)，男，碩士，工程師，主要從事雷電侵入波過(guò)電壓與絕緣配合研究;

林曉靜(1987)，女，學(xué)士，主要從事數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析研究;

戴敏(1978)，男，碩士，高級(jí)工程師，主要從事過(guò)電壓與絕緣配合研究。