專利名稱：模擬gis變電站中產(chǎn)生特快速瞬態(tài)過電壓的方法及試驗(yàn)回路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種通過試驗(yàn)回路模擬氣體絕緣金屬封閉開 關(guān)設(shè)備GIS變電站中產(chǎn)生特快速瞬態(tài)過電壓的方法及試驗(yàn)回路。
背景技術(shù)：
隨著電力技術(shù)的發(fā)展，目前，電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB1985_89(交流高壓隔離開關(guān)和接地 開關(guān))中明確規(guī)定了氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GISjasInsulated Switchgear)變電站 中的隔離開關(guān)必須進(jìn)行開合小的容性電流試驗(yàn)方法，并推薦了試驗(yàn)回路，以此試驗(yàn)考核隔 離開關(guān)關(guān)合和開斷小容性電流的能力。如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中隔離開關(guān)試驗(yàn)接線回路的示意圖，在該圖1中，Ul表示 電源電壓，試驗(yàn)時(shí)其交流電壓幅值應(yīng)為1.1/力倍額定電壓；Cl為電源側(cè)的附加集中電容，其 取值可參照標(biāo)準(zhǔn)GB1985-89中的規(guī)定選??；U2表示負(fù)載側(cè)電源，試驗(yàn)時(shí)選取負(fù)極性直流電 壓，幅值為l.lxV^/W倍額定電壓。DT表示被試隔離開關(guān)，DA表示輔助隔離開關(guān)。dl表示 DT的分閘觸頭到套管端頭的距離；d2表示DT的分閘觸頭到DA的分閘觸頭的距離。為了獲 得典型的非常快速瞬態(tài)(VFT，Very Fast Transient)的條件，比值d2/dl應(yīng)在0. 36-0. 52 的范圍內(nèi)。標(biāo)準(zhǔn)GB1985-89推薦的試驗(yàn)接線回路的目的是考核隔離開關(guān)的開合小電流能力， 因此僅僅需要產(chǎn)生特快速瞬態(tài)過電壓(VFT0，Very Fast TransientVoltage)即可。在這種 條件下產(chǎn)生的VFTO的波形不同于特高壓GIS變電站中出現(xiàn)的VFTO的波形，并且難以判斷 在工程中是否會(huì)出現(xiàn)VFTO幅值最大的情況。特高壓GIS變電站中出現(xiàn)的VFTO是由電壓波 在波阻抗不連續(xù)點(diǎn)發(fā)生多次折射和反射造成的，GIS接線方式的差異造成不同位置的隔離 開關(guān)操作時(shí)，VFTO的最大幅值出現(xiàn)的位置具有不確定性。因此，目前的電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提出的GIS中的隔離開關(guān)必須進(jìn)行開合小的容性電流 試驗(yàn)回路不能真實(shí)反映特高壓GIS變電站中出現(xiàn)的VFTO的波形，產(chǎn)生的VFTO最大值出現(xiàn) 的位置基本固定，即在開斷的隔離開關(guān)的斷口上。在對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的研究和實(shí)踐過程中，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)方式中，在 GIS變電站中隔離開關(guān)操作時(shí)，產(chǎn)生最大的VFTO不一定出現(xiàn)在隔離開關(guān)的斷口處，有可能 出現(xiàn)在母線上某一點(diǎn)，對(duì)于這種情況，目前電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提出的試驗(yàn)回路不能全面模擬及 測量GIS變電站出現(xiàn)的VFTO波形，具有非常大的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種通過試驗(yàn)回路模擬氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備GIS變電 站中產(chǎn)生特快速瞬態(tài)過電壓的方法及試驗(yàn)回路，以模擬GIS變電站中在隔離開關(guān)設(shè)備斷口 和GIS管道上出現(xiàn)的VFTO波形。為此，本發(fā)明提供一種通過試驗(yàn)回路模擬氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備GIS變電站中產(chǎn)生特快速瞬態(tài)過電壓的方法，所述方法包括在試驗(yàn)回路中的第一隔離開關(guān)設(shè)備和第一隔離管套之間的管道上連接有分支母 線.
一入 ， 改變所述分支母線的長度，模擬GIS變電站中不同的GIS接線方式下第一隔離開 關(guān)設(shè)備以及與其連接的第二隔離開關(guān)設(shè)備分別進(jìn)行操作時(shí)，所述試驗(yàn)回路中產(chǎn)生的特快速 瞬態(tài)過電壓。所述分支母線為固定長度的分支母線；或者為可調(diào)節(jié)的分支母線；其中，所述分 支母線為氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備Gis管道?？蛇x的，所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為被操作的隔離開關(guān)DSl設(shè)備，所述第二隔離開 關(guān)設(shè)備為輔助的隔離開關(guān)DA設(shè)備，所述第一隔離管套為連接電源的套管，與第二隔離開關(guān) 設(shè)備連接的第二隔離管套為連接負(fù)載的套管；或者所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為被操作的隔離開關(guān)DA設(shè)備，所述第二隔離開關(guān)設(shè)備為 輔助的隔離開關(guān)DSl設(shè)備，第一隔離管套為連接電源的套管，與第二隔離開關(guān)設(shè)備連接的 第二隔離管套為連接負(fù)載的套管；或者所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為輔助的隔離開關(guān)DSl設(shè)備，所述第二隔離開關(guān)設(shè)備為被 操作的隔離開關(guān)DA設(shè)備，第一隔離管套為連接負(fù)載的套管，與第二隔離開關(guān)設(shè)備連接的第 二隔離管套為連接電源的套管。可選的，所述DSl設(shè)備中帶有分合閘電阻；所述DA設(shè)備中未帶分合閘電阻。相應(yīng)的，本發(fā)明提供一種試驗(yàn)回路，包括第一隔離開關(guān)設(shè)備、第二隔離開關(guān)設(shè)備、 第一隔離管套、第二隔離管套；其中，所述第一隔離開關(guān)設(shè)備的一端通過管道與所述第二隔 離開關(guān)設(shè)備的一端連接，所述第一隔離開關(guān)設(shè)備的另一端通過管道與所述第一隔離管套一 端連接，所述第二隔離開關(guān)設(shè)備的另一端通過管道與所述第二隔離管套的一端連接，還包 括還包括分支母線，所述分支母線的一端連接在所述第一隔離開關(guān)設(shè)備和第一隔離管 套之間的管道上，另一端懸空，通過改變所述分支母線的長度來模擬GIS變電站中不同的 GIS接線方式下產(chǎn)生的特快速瞬態(tài)過電壓?？蛇x的，所述分支母線的一端連接在所述第一隔離開關(guān)設(shè)備和第一隔離管套之間 的管道上的連接方式為卡接、對(duì)接或用螺釘螺母連接?？蛇x的，所述分支母線為氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備GIS管道，所述GIS管道的長 度為3m、6m或9m?？蛇x的，所述分支母線為可調(diào)節(jié)的GIS管道，所述可調(diào)節(jié)的GIS管道的長度為2m 至 10m。可選的，所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為被操作隔離開關(guān)DSl設(shè)備，所述第二隔離開關(guān) 設(shè)備為輔助隔離開關(guān)DA設(shè)備，第一隔離管套為連接電源的套管，第二隔離管套為連接負(fù)載 的套管；或者所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為被操作的隔離開關(guān)DA設(shè)備，所述第二隔離開關(guān)設(shè)備為 輔助的隔離開關(guān)DSl設(shè)備，第一隔離管套為連接電源的套管，第二隔離管套為連接負(fù)載的 套管；或者所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為輔助的隔離開關(guān)DSl設(shè)備，所述第二隔離開關(guān)設(shè)備為被 操作的隔離開關(guān)DA設(shè)備，第一隔離管套為連接負(fù)載的套管，第二隔離管套為連接電源的套管。可選的，所述DSl設(shè)備與所述DA設(shè)備之間的管道的長度為5. 27m至7. 27m ；所述分支母線上的一端到第一隔離開關(guān)設(shè)備之間的管道長度為1.245m至 3. 245m ；所述分支母線上的一端到第一隔離管套之間的管道長度通過仿真得到，為10. 6m 至 12. 6mο 可選的，所述DSl設(shè)備中帶有分合閘電阻；所述DA設(shè)備中未帶分合閘電阻?？蛇x的，所述第一隔離開關(guān)設(shè)備的另一端通過管道與所述第一隔離管套的一端連 接包括所述第一隔離開關(guān)設(shè)備的另一端通過L型管道與所述第一隔離管套的一端連接；所述第二隔離開關(guān)設(shè)備的另一端通過管道與所述第二隔離管套的一端連接包括 所述第二隔離開關(guān)設(shè)備的另一端通過L型管道與所述第二隔離管套的一端連接?？蛇x的，所述L型管道的拐角處可拆卸。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提出的試驗(yàn)回路可以模擬特高壓變電站的多種接線 方式下進(jìn)行隔離開關(guān)操作時(shí)產(chǎn)生的特快速瞬態(tài)過電壓(VFTO)波形。本發(fā)明通過在第一隔 離開關(guān)設(shè)備和電源側(cè)套管之間連接分支母線(即試驗(yàn)回路的帶有分支這種結(jié)構(gòu))，通過改 變分支母線的長度模擬GIS變電站中不同的GIS接線方式下所述第一隔離開關(guān)設(shè)備和所述 第二隔離開關(guān)設(shè)備之間管道上產(chǎn)生的VFT0。進(jìn)一步，在本發(fā)明中，對(duì)試驗(yàn)回路的各個(gè)設(shè)備之間的管道長度有一定的要求，比如 DSl與DA之間的管道長度、DSl與BGl之間的管道長度、分支母線的管道長度等；進(jìn)一步，為了便于設(shè)備的拆裝，試驗(yàn)回路是用來便于改接線的“L型”結(jié)構(gòu)。通過 "L型”結(jié)構(gòu)可以方便的交換DSl和DA的位置，或者交換DSl和DA連接的電源和負(fù)載。也 就是說，本發(fā)明不但根據(jù)該試驗(yàn)回路可以模擬GIS變電站中隔離開關(guān)操作時(shí)，在隔離開關(guān) 斷口和GIS管道上出現(xiàn)的VFT0。還可以通過改變接線回路的結(jié)構(gòu)，模擬多種操作工況下的 VFT0，在試驗(yàn)回路上測量的結(jié)果可反映工程中出現(xiàn)的最大VFT0。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中隔離開關(guān)試驗(yàn)接線回路的示意圖；圖2為本發(fā)明中提供的一種試驗(yàn)回路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明中提供的特高壓變電站GIS中的VFTO測量試驗(yàn)回路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明中提供的試驗(yàn)回路的立體結(jié)構(gòu)圖；圖5A為本發(fā)明中提供的試驗(yàn)回路的主視圖；圖5B為本發(fā)明中提供的試驗(yàn)回路的俯視圖；圖6為本發(fā)明中提供的交換DSl和DA的位置時(shí)的拆裝示意圖；圖7為本發(fā)明中提供的一種通過試驗(yàn)回路模擬氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備GIS變 電站中產(chǎn)生特快速瞬態(tài)過電壓的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。請參閱圖2為本發(fā)明中提供的一種試驗(yàn)回路的結(jié)構(gòu)示意圖；所述試驗(yàn)回路包括第一隔離開關(guān)設(shè)備21、第二隔離開關(guān)設(shè)備22、第一隔離管套23、第二隔離管套24以及分支 母線25 ；其中，所述第一隔離開關(guān)設(shè)備21的一端通過管道與所述第二隔離開關(guān)設(shè)備22的 一端連接，所述第一隔離開關(guān)設(shè)備21的另一端通過管道與所述第一隔離管套23 —端連接， 所述第二隔離開關(guān)設(shè)備22的另一端通過管道與所述第二隔離管套24的一端連接，所述分 支母線25的一端連接在所述第一隔離開關(guān)設(shè)備21和第一隔離管套23之間的管道上，所述 分支母線的另一端懸空，通過改變分支母線的長度來模擬GIS變電站中不同的GIS接線方 式(即不同的試驗(yàn)回路)下產(chǎn)生的特快速瞬態(tài)過電壓，即所述第一隔離開關(guān)設(shè)備和所述第 二隔離開關(guān)設(shè)備之間產(chǎn)生的VFTO。
本發(fā)明提出的試驗(yàn)回路與特高壓氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GISjasInsulated Switchgear)變電站中的隔離開關(guān)設(shè)備(比如第一隔離開關(guān)設(shè)備和/或所述第二隔離開關(guān) 設(shè)備等，下同)操作時(shí)的接線方式基本一致，可以真實(shí)的再現(xiàn)特高壓GIS變電站中隔離開關(guān) 設(shè)備操作產(chǎn)生的特快速瞬態(tài)過電壓(VFTO)的波形。也就是說，利用本發(fā)明所述技術(shù)方案的 試驗(yàn)回路，可以模擬GIS變電站中，在隔離開關(guān)設(shè)備操作時(shí)，模擬隔離開關(guān)設(shè)備斷口和GIS 管道上出現(xiàn)的VFTO波形。另外，該試驗(yàn)回路結(jié)合了工程中的實(shí)際GIS變電站的尺寸，在試 驗(yàn)回路上測量的結(jié)果可反映工程中出現(xiàn)的最大VFTO的電壓，并通過分支母線可改變試驗(yàn) 回路結(jié)構(gòu)，從而模擬GIS變電站中不同的GIS接線方式下隔離開關(guān)設(shè)備之間產(chǎn)生的VFTO的 電壓?？蛇x的，所述分支母線的一端連接在所述第一隔離開關(guān)設(shè)備和第一隔離管套之間 的管道上的連接方式為卡接、對(duì)接或用螺釘螺母連接?；蛘邽镚IS變電站中各設(shè)備之間的 標(biāo)準(zhǔn)連接。可選的，所述分支母線為氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備GIS管道，但并不限于此。通 常情況下，所述GIS管道的長度可以為3m、6m或9m，但并不下限于此，也可以根據(jù)第一隔離 開關(guān)設(shè)備和第二隔離開關(guān)設(shè)備之間的距離，以及第一隔離開關(guān)設(shè)備與分離母線的距離進(jìn)行 適應(yīng)性的修改，本實(shí)施例不做限制?？蛇x的，所述分支母線也可以為兩段GIS管道，通常情況下，每段GIS管道的長度 分別為3m和6m，當(dāng)然也可以適應(yīng)性修改，本實(shí)施例不作限制；另外，所述分支母線也可以為 可調(diào)節(jié)的GIS管道，比如為可調(diào)節(jié)的兩段GIS管道，或者，可調(diào)節(jié)的三截GIS管道等，其所述 可調(diào)節(jié)的GIS管道的長度一般情況下為2m至10m，但也可以實(shí)際的應(yīng)用進(jìn)行適應(yīng)性修改，本 實(shí)施例不作限制?？蛇x的，當(dāng)所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為被操作隔離開關(guān)DSl設(shè)備時(shí)，所述第二隔離 開關(guān)設(shè)備為輔助隔離開關(guān)DA設(shè)備，第一隔離管套為連接電源的套管，第二隔離管套為連接 負(fù)載的套管；或者所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為被操作的隔離開關(guān)DA設(shè)備，所述第二隔離開關(guān)設(shè)備為 輔助的隔離開關(guān)DSl設(shè)備，所述第一隔離管套為連接電源的套管，所述第二隔離管套為連 接負(fù)載的套管；或者所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為輔助的隔離開關(guān)DSl設(shè)備，所述第二隔離開關(guān)設(shè)備為被 操作的隔離開關(guān)DA設(shè)備，所述第一隔離管套為連接負(fù)載的套管，所述第二隔離管套為連接 電源的套管?？蛇x的，所述DSl設(shè)備與所述DA設(shè)備之間的管道的長度為5. 27m至7. 27m ；
所述分支母線上的一端到第一隔離開關(guān)設(shè)備之間的管道長度為1.245m至 3. 245m?？梢园凑盏谝桓綦x開關(guān)設(shè)備和分支母線的最小長度來確定?？蛇x的，所述分支母線上的一端到第一隔離管套之間的管道長度通過仿真得到， 為10. 6m 至 12. 6mO可選的，所述DSl設(shè)備中帶有分合閘電阻；所述DA設(shè)備中未帶分合閘電阻?？蛇x的，所述第一隔離開關(guān)設(shè)備與連接在所述第一隔離開關(guān)設(shè)備和第一隔離管 套之間的管道上的分支母線的一端之間的長度可以為1.245m至3. 245m，一般情況下為 2. 245m ；或者，為3. 475m至5. 475m, 一般情況下為4. 475m。但并不限于此，也可以根據(jù)實(shí)際 應(yīng)用進(jìn)行修改。可選的，為了便于改變試驗(yàn)回路中的接線，所述第一隔離開關(guān)設(shè)備的另一端通過 管道與所述第一隔離管套的一端連接包括所述第一隔離開關(guān)設(shè)備的另一端通過L型管道 與所述第一隔離管套的一 端連接；所述第二隔離開關(guān)設(shè)備的另一端通過管道與所述第二隔離管套的一端連接包括 所述第二隔離開關(guān)設(shè)備的另一端通過L型管道與所述第二隔離管套的一端連接。其中，所 述L型管道的拐角處可拆卸。本發(fā)明提出的試驗(yàn)回路不同于標(biāo)準(zhǔn)推薦的試驗(yàn)回路，本發(fā)明中的試驗(yàn)回路的結(jié)構(gòu) 可以模擬特高壓變電站的多種接線方式下進(jìn)行隔離開關(guān)操作時(shí)產(chǎn)生的VFT0。本發(fā)明通過在 DSl設(shè)備和電源側(cè)套管之間連接分支母線(即試驗(yàn)回路的帶有分支這種結(jié)構(gòu))，通過改變所 述分支母線的長度來模擬GIS變電站中不同的GIS接線方式下所述DSl設(shè)備和所述DA設(shè) 備之間產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓。同時(shí)，在本發(fā)明中，對(duì)試驗(yàn)回路的尺寸有一定的要求，比如DSl 與DA之間的管道長度、DSl與BGl之間的管道長度、分支母線的管道長度等；另外，為了便 于設(shè)備的拆裝，試驗(yàn)回路是用來便于改接線的“L型”結(jié)構(gòu)。通過“L型”結(jié)構(gòu)可以方便的交 換DSl和DA的位置，或者與其連接電源和負(fù)載。也就是說，本發(fā)明不但根據(jù)該試驗(yàn)回路可 以模擬GIS變電站中隔離開關(guān)操作時(shí)，在隔離開關(guān)斷口和GIS管道上出現(xiàn)的VFT0。還可以 通過改變接線回路的結(jié)構(gòu)，模擬多種操作工況下的VFT0，在試驗(yàn)回路上測量的結(jié)果可反映 工程中出現(xiàn)的最大VFT0。為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面以具體的應(yīng)用實(shí)例來說明。還請參閱圖3，為本發(fā)明中提供的一種特高壓變電站GIS中的VFTO測量試驗(yàn)回路 的結(jié)構(gòu)示意圖，在該實(shí)施例中，第一隔離開關(guān)設(shè)備以被操作隔離開關(guān)DS1、第二隔離開關(guān)設(shè) 備以輔助隔離開關(guān)DA、第一隔離管套BGl以連接電源側(cè)、第二隔離管套BG2以連接負(fù)載側(cè)為 例，分支母線以Ml和M2為例，但并不限于此，在該實(shí)施例中，還可以互換DSl和DA位置，即 所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為被操作的隔離開關(guān)DA設(shè)備，所述第二隔離開關(guān)設(shè)備為輔助的隔 離開關(guān)DSl設(shè)備，第一隔離管套為連接電源的套管，與第二隔離開關(guān)設(shè)備連接的第二隔離 管套為連接負(fù)載的套管。還可以是所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為輔助的隔離開關(guān)DSl設(shè)備，所 述第二隔離開關(guān)設(shè)備為被操作的隔離開關(guān)DA設(shè)備，第一隔離管套為連接負(fù)載的套管，與第 二隔離開關(guān)設(shè)備連接的第二隔離管套為連接電源的套管。其實(shí)現(xiàn)過程類似，具體詳見下述。如圖3所示，試驗(yàn)回路的主體為BGl與BG2之間的這一部分。在該實(shí)施例中，Ul表 示電源電壓，試驗(yàn)時(shí)其交流電壓幅值應(yīng)為1.1/V^倍額定電壓；Cl為電源側(cè)的附加集中電容， 其取值可參照標(biāo)準(zhǔn)GB1985-89中的規(guī)定選?。籙2表示負(fù)載側(cè)電壓，試驗(yàn)時(shí)選取負(fù)極性直流電壓，幅值為l.lxV^/々倍額定電壓；BG1和BG2分別為電源側(cè)和負(fù)載側(cè)的特高壓套管，本 實(shí)施例中，DS1為被操作隔離開關(guān)，DA為輔助隔離開關(guān)，二者統(tǒng)稱為GIS隔離開關(guān)，DS1中可 以帶有分合閘電阻，DA中未帶分合閘電阻，試驗(yàn)回路中其它部分為GIS管道。試驗(yàn)回路中 的各設(shè)備尺寸為特高壓GIS設(shè)備的尺寸，不同的制造廠家的各設(shè)備尺寸有所不同。其各個(gè) 設(shè)備之間的連接按照GIS設(shè)備之間的標(biāo)準(zhǔn)連接。在本發(fā)明中也可以采用帶有分合閘電阻的DS1，其目的是可以用來研究VFT0的限 制措施。本發(fā)明中還可以通過改變分支母線的長度來模擬GIS變電站中不同的GIS接線方 式下產(chǎn)生的VFT0的最大值。具體如圖3所示，本發(fā)明在BG1和DS1之間的管道上連接一段 分支母線，通過改變分支母線的長度來模擬GIS變電站中不同的GIS接線方式(即不同的 試驗(yàn)回路)下產(chǎn)生的VFT0的最大值。根據(jù)我國特高壓GIS變電站的實(shí)際結(jié)構(gòu)，本發(fā)明中提出了 DS1和DA段的管道的電 氣連接長度為6. 27m。該長度的選取原則為與我國特高壓變電站中隔離開關(guān)與斷路器斷 口間的電氣長度基本一致。我國的特高壓變電站的隔離開關(guān)與斷路器斷口間的距離大致在 6m與7m之間。以下的管道長度均指電氣連接長度。對(duì)于DS1與Ml段管道的長度，本發(fā)明中根據(jù)變電站中DS1隔離開關(guān)與分支回路的 最小長度，以及GIS設(shè)備本身最小要求，取為2. 245m,但并不限于此，也可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用 進(jìn)行適應(yīng)性修改，本發(fā)明不作限制。對(duì)于Ml與BG1的長度通過仿真計(jì)算的方法可以得到。仿真時(shí)，將BG1與Ml段管 道的長度和Ml與M2段管道的長度作為變量，計(jì)算得到在BG1與Ml段管道的長度為11. 6m、 Ml與M2段管道的長度為9m時(shí)，操作試驗(yàn)回路中的GIS隔離開關(guān)處可以出現(xiàn)最大的VFT0， 其計(jì)算的過程為計(jì)算采用EMTP電磁暫態(tài)計(jì)算程序編程進(jìn)行，時(shí)先將BG1與Ml段管道的長 度作為定值，改變Ml與M2段管道的長度，得到一系列的計(jì)算結(jié)果；然后改變BG1與Ml段管 道的長度，再取一個(gè)值，仍將它作為定值，再改變Ml與M2段管道的長度，得到一系列的計(jì)算 結(jié)果……，選取這些計(jì)算結(jié)果中的最大值，對(duì)應(yīng)的BG1與Ml段管道長度為11.6m，Ml與M2 段管道的長度為9m。在該試驗(yàn)中，BG1與Ml段管道的長度是指Ml到BG1末端的長度，BG1作為套管， 本身長度為13. 15m。由于試驗(yàn)回路主要用于測量交流電源側(cè)(U1側(cè))隔離開關(guān)操作時(shí)產(chǎn) 生的VFT0，因此對(duì)直流電源側(cè)(U2側(cè))的GIS長度不做要求，即DA與BG2段管道的長度不 做要求，可由試驗(yàn)者自由選擇。本發(fā)明推薦的DA與BG2的長度為4. 475m。其測量試驗(yàn)時(shí) 的操作步驟主要如下先確定DS1和DA所處的分閘位置；之后，改變所述分支母線的長度， 模擬GIS變電站中不同的GIS接線方式，比如改變所述分支母線的長度為3米，即DS1帶3 米的分支母線的試驗(yàn)回路結(jié)構(gòu)；然后，先閉合DA，使DS1和DA之間的管道帶上直流電壓，然 后斷開DA ；閉合DS1，使試驗(yàn)回路中DS1和DA之間產(chǎn)生VFT0 ；斷開DS1，使試驗(yàn)回路中產(chǎn)生 VFT0 ；完成一次測量。也就是說，在測量時(shí)，可以通過改變所述分支母線的長度，來模擬GIS 變電站中不同的GIS接線方式下，試驗(yàn)回路中產(chǎn)生的VFT0，以便于根據(jù)試驗(yàn)回路上測量的 結(jié)果來反映工程中出現(xiàn)的最大VFT0的電壓。本發(fā)明所述的試驗(yàn)回路不僅可以測量最大的VFT0，還可以研究回路結(jié)構(gòu)對(duì)VFT0 的影響。我國特高壓變電站采用GIS時(shí)，GIS隔離開關(guān)開斷和閉合母線段(即GIS管道) 時(shí)，母線段的長度基本包含在3m 9m的范圍內(nèi)。本發(fā)明所述的試驗(yàn)回路在用于研究試驗(yàn)回路對(duì)VFT0的影響時(shí)，可將分支母線Ml與M2段管道的長度進(jìn)行調(diào)整。分支母線的長度可 根據(jù)特高壓變電站的GIS接線特點(diǎn)，分別調(diào)整為具有代表性的0m、3m、6m和3m+6m四種情 況，但并不限于此，還可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行調(diào)整，比如10、15或20等。其中，分支母線由 兩段GIS管道構(gòu)成，長度分別為3m和6m，并不限于此。當(dāng)分支母線不接入試驗(yàn)回路時(shí)，即分 支母線長度為0m時(shí)，本發(fā)明提出的試驗(yàn)回路即為標(biāo)準(zhǔn)GB1985-89推薦的隔離開關(guān)試驗(yàn)接線 回路。本發(fā)明所述的試驗(yàn)回路同時(shí)可以研究VFTO的限制措施。在試驗(yàn)回路中，DS1安裝 有分合閘電阻，DA未裝分合閘電阻。如回路按照圖3所示的連接，操作DS1，可測量帶有限 制措施(限制措施即為隔離開關(guān)帶分合閘電阻)情況下的VFTO波形。交換DS1與DA的位 置，通過操作DA產(chǎn)生VFTO，可測量未采取限制措施時(shí)的VFTO波形。其具體如圖4所示，為 本發(fā)明中提供的試驗(yàn)回路的立體結(jié)構(gòu)圖。在本發(fā)明中，可以改變試驗(yàn)回路的回路接線，所述改變回路接線實(shí)際上包括改變 分支母線的長度和交換交換DS1和DA的位置兩種獨(dú)立事件，本發(fā)明中可以交換DS1和DA的 位置，在上述實(shí)施例中，也可以交換與DS1和DA相連的電源和負(fù)載的位置，即電源與DA連 接，負(fù)載與DS1連接，并操作DA。交換的目的是通過操作不同的DS1或者DA，研究DS1帶有 分合閘電阻時(shí)或者DA不帶分合閘電阻時(shí)的VFTO。為了便于試驗(yàn)回路中各設(shè)備(比如DS1和DA)的拆裝，Ml與BG1段管道和DA與 BG2段管道采用“L型”連接。在交換DS1和DA的位置時(shí)，可從“L型”拐彎處進(jìn)行拆卸，依 次拆除I、II、III、IV部分，避免將試驗(yàn)回路全部拆除重新安裝，其具體如圖5A和圖5B所 示，圖5A和5B分別為本發(fā)明中提供的試驗(yàn)回路的主視圖和俯視圖。拆除后的重新安裝試驗(yàn)回路的過程為依次安裝IV、III、II、I。其具體如圖6所 示，為本發(fā)明中提供的交換DS1和DA的位置時(shí)的拆裝示意圖?；谏鲜鲈囼?yàn)回路的實(shí)現(xiàn)過程，本發(fā)明還提供一種通過試驗(yàn)回路模擬氣體絕緣金 屬封閉開關(guān)設(shè)備GIS變電站中產(chǎn)生特快速瞬態(tài)過電壓的方法，其流程圖詳見圖7，所述方法 包括步驟701 在試驗(yàn)回路中的第一隔離開關(guān)設(shè)備和第一隔離管套之間的管道上連接 有分支母線；步驟701 改變所述分支母線的長度，模擬GIS變電站中不同的GIS接線方式下第 一隔離開關(guān)設(shè)備以及與其連接的第二隔離開關(guān)設(shè)備分別進(jìn)行操作時(shí)，試驗(yàn)回路中產(chǎn)生的特 快速瞬態(tài)過電壓?？蛇x的，所述分支母線為固定長度的分支母線；或者為可調(diào)節(jié)的分支母線?？蛇x的，所述分支母線為氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備GIS管道。可選的，可選的，所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為被操作的隔離開關(guān)DS1設(shè)備，所述第二 隔離開關(guān)設(shè)備為輔助的隔離開關(guān)DA設(shè)備，所述第一隔離管套為連接電源的套管，與第二隔 離開關(guān)設(shè)備連接的第二隔離管套為連接負(fù)載的套管；或者所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為被操作的隔離開關(guān)DA設(shè)備，所述第二隔離開關(guān)設(shè)備為 輔助的隔離開關(guān)DS1設(shè)備，第一隔離管套為連接電源的套管，與第二隔離開關(guān)設(shè)備連接的 第二隔離管套為連接負(fù)載的套管；或者所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為輔助的隔離開關(guān)DS1設(shè)備，所述第二隔離開關(guān)設(shè)備為被
10操作的隔離開關(guān)DA設(shè)備，第一隔離管套為連接負(fù)載的套管，與第二隔離開關(guān)設(shè)備連接的第 二隔離管套為連接電源的套管。可選的，所述DS1設(shè)備中帶有分合閘電阻；所述DA設(shè)備中未帶分合閘電阻。所述方法中各個(gè)步驟的實(shí)現(xiàn)過程詳見上述試驗(yàn)回路中對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)過程，在此不再 贅述。本發(fā)明提出的試驗(yàn)回路與特高壓GIS變電站隔離開關(guān)操作時(shí)的接線方式基本一 致，可以真實(shí)的再現(xiàn)特高壓GIS變電站中隔離開關(guān)操作產(chǎn)生的VFT0。其優(yōu)點(diǎn)在于，可以模 擬GIS變電站中隔離開關(guān)操作時(shí)，在隔離開關(guān)斷口和GIS管道上出現(xiàn)的VFT0。同時(shí)，試驗(yàn) 回路結(jié)合了工程中的實(shí)際變電站尺寸，在試驗(yàn)回路上測量的結(jié)果可反映工程中出現(xiàn)的最大 VFT0。通過以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助 軟件加必需的通用硬件平臺(tái)的方式來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更 佳的實(shí)施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的 部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中，如ROM/ RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器， 或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例或者實(shí)施例的某些部分所述的方法。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種通過試驗(yàn)回路模擬氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備GIS變電站中產(chǎn)生特快速瞬態(tài)過電壓的方法，其特征在于，所述方法包括在試驗(yàn)回路中的第一隔離開關(guān)設(shè)備和第一隔離管套之間的管道上連接有分支母線；改變所述分支母線的長度，模擬GIS變電站中不同的GIS接線方式下第一隔離開關(guān)設(shè)備以及與其連接的第二隔離開關(guān)設(shè)備分別進(jìn)行操作時(shí)，試驗(yàn)回路中產(chǎn)生的特快速瞬態(tài)過電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述分支母線為固定長度的分支母線；或 者為可調(diào)節(jié)的分支母線；其中，所述分支母線為氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備GIS管道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為被操作的隔 離開關(guān)DSl設(shè)備，所述第二隔離開關(guān)設(shè)備為輔助的隔離開關(guān)DA設(shè)備，所述第一隔離管套為 連接電源的套管，與第二隔離開關(guān)設(shè)備連接的第二隔離管套為連接負(fù)載的套管；或者所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為被操作的隔離開關(guān)DA設(shè)備，所述第二隔離開關(guān)設(shè)備為輔助 的隔離開關(guān)DSl設(shè)備，第一隔離管套為連接電源的套管，與第二隔離開關(guān)設(shè)備連接的第二 隔離管套為連接負(fù)載的套管；或者所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為輔助的隔離開關(guān)DSl設(shè)備，所述第二隔離開關(guān)設(shè)備為被操作 的隔離開關(guān)DA設(shè)備，第一隔離管套為連接負(fù)載的套管，與第二隔離開關(guān)設(shè)備連接的第二隔 離管套為連接電源的套管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述DSl設(shè)備中帶有分合閘電阻；所述DA 設(shè)備中未帶分合閘電阻。
5.一種試驗(yàn)回路，包括第一隔離開關(guān)設(shè)備、第二隔離開關(guān)設(shè)備、第一隔離管套、第二 隔離管套；其中，所述第一隔離開關(guān)設(shè)備的一端通過管道與所述第二隔離開關(guān)設(shè)備的一端 連接，所述第一隔離開關(guān)設(shè)備的另一端通過管道與所述第一隔離管套一端連接，所述第二 隔離開關(guān)設(shè)備的另一端通過管道與所述第二隔離管套的一端連接，其特征在于，還包括分 支母線，所述分支母線的一端連接在所述第一隔離開關(guān)設(shè)備和第一隔離管套之間的管道 上，另一端懸空，通過改變所述分支母線的長度來模擬GIS變電站中不同的GIS接線方式下 產(chǎn)生的特快速瞬態(tài)過電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的試驗(yàn)回路，其特征在于，所述分支母線的一端連接在所述第 一隔離開關(guān)設(shè)備和第一隔離管套之間的管道上的連接方式為卡接、對(duì)接或用螺釘螺母連 接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的試驗(yàn)回路，其特征在于，所述分支母線為氣體絕緣金屬封閉 開關(guān)設(shè)備GIS管道；所述GIS管道的長度為3m、6m或9m。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的試驗(yàn)回路，其特征在于，所述分支母線為可調(diào)節(jié)的GIS管道， 所述可調(diào)節(jié)的GIS管道的長度為2m至10m。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的試驗(yàn)回路，其特征在于，所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為被操作隔 離開關(guān)DS 1設(shè)備，所述第二隔離開關(guān)設(shè)備為輔助隔離開關(guān)DA設(shè)備，第一隔離管套為連接電 源的套管，第二隔離管套為連接負(fù)載的套管；或者所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為被操作的隔離開關(guān)DA設(shè)備，所述第二隔離開關(guān)設(shè)備為輔助 的隔離開關(guān)DSl設(shè)備，所述第一隔離管套為連接電源的套管，所述第二隔離管套為連接負(fù) 載的套管；或者所述第一隔離開關(guān)設(shè)備為輔助的隔離開關(guān)DSl設(shè)備，所述第二隔離開關(guān)設(shè)備為被操作 的隔離開關(guān)DA設(shè)備，所述第一隔離管套為連接負(fù)載的套管，所述第二隔離管套為連接電源的套管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的試驗(yàn)回路，其特征在于，所述DSl設(shè)備與所述DA設(shè)備之間的 管道的長度為5. 27m至7. 27m ；所述分支母線上的一端到第一隔離開關(guān)設(shè)備之間的管道長度為1. 245m至3. 245m ； 所述分支母線上的一端到第一隔離管套之間的管道長度通過仿真得到，為10. 6m至12. 6mο
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的試驗(yàn)回路，其特征在于，所述DS1設(shè)備中帶有分合閘電阻; 所述DA設(shè)備中未帶分合閘電阻。
12.根據(jù)權(quán)利要求5至11任一項(xiàng)所述的試驗(yàn)回路，其特征在于，所述第一隔離開關(guān)設(shè)備 的另一端通過管道與所述第一隔離管套的一端連接包括所述第一隔離開關(guān)設(shè)備的另一端 通過L型管道與所述第一隔離管套的一端連接；所述第二隔離開關(guān)設(shè)備的另一端通過管道與所述第二隔離管套的一端連接包括所述 第二隔離開關(guān)設(shè)備的另一端通過L型管道與所述第二隔離管套的一端連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的試驗(yàn)回路，其特征在于，所述L型管道的拐角處可拆卸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通過試驗(yàn)回路模擬氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備GIS變電站中產(chǎn)生特快速瞬態(tài)過電壓的方法及試驗(yàn)回路，所述試驗(yàn)回路包括第一隔離開關(guān)設(shè)備、第二隔離開關(guān)設(shè)備、第一隔離管套、第二隔離管套；第一隔離開關(guān)設(shè)備的一端通過管道與第二隔離開關(guān)設(shè)備的一端連接，第一隔離開關(guān)設(shè)備的另一端通過管道與第一隔離管套一端連接，第二隔離開關(guān)設(shè)備的另一端通過管道與第二隔離管套的一端連接，還包括分支母線，分支母線的一端連接在第一隔離開關(guān)設(shè)備和第一隔離管套之間的管道上，另一端懸空，通過改變分支母線的長度來模擬GIS變電站中不同的GIS接線方式下隔離開關(guān)斷口和GIS管道上出現(xiàn)的VFTO波形。
文檔編號(hào)G01R31/327GK101881813SQ20101020468
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月17日
發(fā)明者何慧雯, 吳軍輝, 周沛洪, 戴敏, 李振強(qiáng), 李文藝, 林集明, 谷定燮, 陳國強(qiáng), 陳維江, 韓彬 申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)公司;中國電力科學(xué)研究院;河南平高電氣股份有限公司