本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)運(yùn)行的控制方法，具體涉及一種用于抑制VFTO的阻尼母線(xiàn)。

背景技術(shù)：

氣體絕緣組合電器(GIS)內(nèi)部絕緣性能好，母線(xiàn)沒(méi)有電暈損耗很小，隔離開(kāi)關(guān)操作時(shí)，母線(xiàn)上的殘余電荷容易形成折反射行波。這種行波，幅值和頻率都很高，稱(chēng)之為快速陡波過(guò)電壓(VFTO)。VFTO上限頻率可達(dá)5MHz至40MHz，這對(duì)GIS內(nèi)部絕緣支撐件、盆式絕緣子及其它部件會(huì)產(chǎn)生危害，特別是對(duì)通過(guò)油氣套管與GIS相連接的變壓器、電抗器的危害更大。一次設(shè)備相對(duì)絕緣水平是較低的，GIS電壓等級(jí)越高，VFTO存在所產(chǎn)生的各種危害風(fēng)險(xiǎn)就越高。

VFTO不僅危害一次設(shè)備，對(duì)二次系統(tǒng)的危害也很?chē)?yán)重。在二次弱電系統(tǒng)前移至一次設(shè)備附近且一次設(shè)備附近又安裝了大量狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的情況，運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，隔離開(kāi)關(guān)操作產(chǎn)生的過(guò)電壓，是導(dǎo)致二次故障最主要原因之一，特別是安裝在一次設(shè)備附近的二次系統(tǒng)故障率很高。

VFTO通過(guò)GIS出線(xiàn)套管向空中發(fā)射的高頻干擾信號(hào)十分強(qiáng)烈。試驗(yàn)平臺(tái)附近的帶電考核設(shè)備所接的二次系統(tǒng)，也常常出現(xiàn)故障。作為智能電網(wǎng)一次設(shè)備的特征之一，電子式互感器的故障率也很高，且往往發(fā)生在二次系統(tǒng)，包括前置電路、采集卡及數(shù)據(jù)處理單元，造成死機(jī)、亂碼或損毀。其中一個(gè)重要影響因素就是隔離開(kāi)關(guān)操作產(chǎn)生的電磁干擾造成的，包括隔離開(kāi)關(guān)操作導(dǎo)致的一次設(shè)備接地端瞬間地電位升高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述不足，本發(fā)明提供了一種用于抑制VFTO的阻尼母線(xiàn)。采用一段能夠消耗電子流能量的螺旋管式阻尼母線(xiàn)，通過(guò)改變母線(xiàn)波阻抗的方式，增加母線(xiàn)有功損耗，抑制行波的發(fā)展，達(dá)到降低VFTO的幅值，降低VFTO頻率的目的。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種用于抑制VFTO的阻尼母線(xiàn)，所述阻尼母線(xiàn)為螺旋管式阻尼母線(xiàn)；

所述阻尼母線(xiàn)的導(dǎo)電管為螺旋槽結(jié)構(gòu)的螺旋管；

所述螺旋槽間的間隔相等，槽的寬度在其徑向由外至內(nèi)逐漸變?。?/p>

所述螺旋管兩端并聯(lián)單匝并聯(lián)阻尼電阻或并聯(lián)兩匝以上的并聯(lián)的阻尼電阻；

所述阻尼電阻的單匝并聯(lián)包括阻尼電阻R的電路與螺旋槽并聯(lián)。

所述含有阻尼電阻R的電路為：阻尼電阻R與殘余電感L_R串聯(lián)后再與匝間電感L并聯(lián)的電路，所述并聯(lián)后的電路與匝間間隙g和匝間間隙放電弧道電阻r串聯(lián)后的電路并聯(lián)。

所述兩匝以上并聯(lián)包括：2匝并聯(lián)、3匝并聯(lián)、4匝并聯(lián)或5匝并聯(lián)。

所述阻尼電阻為增加阻尼母線(xiàn)的機(jī)械強(qiáng)度并減少阻尼電阻的殘余電感的同軸心安裝在阻尼母線(xiàn)導(dǎo)電管內(nèi)的阻尼電阻。

所述阻尼母線(xiàn)的螺旋管匝間并聯(lián)的阻尼電阻由串聯(lián)組成的電阻，所述阻尼電阻用嵌件或彈簧片與螺旋管連接。

所述阻尼電阻R為可調(diào)節(jié)R。所述殘余電感L_R的匝數(shù)與感抗的平方成正比。所述螺旋管內(nèi)安裝有電阻棒。所述電阻棒沿軸向的方向安裝在螺旋管內(nèi)部；電阻棒采用電氣連接。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果：

本發(fā)明可抑制GIS中形成的VFTO，大幅降低其幅值及頻率，從一次設(shè)備入手，提高GIS中使用的電子式互感器及其他狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的二次系統(tǒng)的工作可靠性，降低其事故率，推動(dòng)以電子式互感器為代表的智能變電站的建立。

本發(fā)明采用一段能夠消耗電子流能量的螺旋管式阻尼母線(xiàn)，通過(guò)改變母線(xiàn)波阻抗的方式，增加母線(xiàn)有功損耗，抑制行波的發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)降低VFTO的幅值，降低VFTO頻率的目的。該設(shè)計(jì)既適用于對(duì)現(xiàn)有GIS管道進(jìn)行改造，又對(duì)新型GIS管道設(shè)計(jì)起到指導(dǎo)作用，對(duì)老變電站的改造及新變電站的建立都有重要意義。

本發(fā)明在阻尼母線(xiàn)的設(shè)計(jì)與制造中，考慮了GIS母線(xiàn)所要承受的系統(tǒng)短路電流導(dǎo)致的熱效應(yīng)與機(jī)械力影響，考慮了GIS母線(xiàn)電流正常運(yùn)行產(chǎn)生的溫升效應(yīng)，使之與目前的電力系統(tǒng)具有良好的兼容性。

附圖說(shuō)明

圖1為VFTO形成的原理電路圖。

圖2為阻尼母線(xiàn)抑制VFTO電路圖。

圖3為阻尼母線(xiàn)的電感及阻尼電阻分布示意圖。

圖4為帶螺旋槽的阻尼母線(xiàn)管表面圖。

圖5為圖4的橫向剖面圖。

圖6為螺旋管通流截面積示意圖。

圖7為母線(xiàn)螺旋管電阻棒安裝示意圖。

其中，1：管壁；2：管腔；3：嵌件；4：螺栓；5：母線(xiàn)管壁；6：絕緣棒；7：連接導(dǎo)線(xiàn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

VFTO的產(chǎn)生原理，可以用圖1進(jìn)行簡(jiǎn)單描述。GIS中有兩段母線(xiàn)，波阻抗分別為Z₁和Z₂，分別帶電荷G₁和G₂，當(dāng)開(kāi)關(guān)k合閘時(shí)，電荷G₁和G₂要重新在母線(xiàn)上分配。由于GIS中良好的絕緣性能，母線(xiàn)電荷重新分配過(guò)程中，能量損耗很微弱，產(chǎn)生行波在母線(xiàn)兩端折反射形成幅值很高、頻率達(dá)5至40MHz的VFTO。

在GIS中，改變一段母線(xiàn)的波阻抗，以阻尼母線(xiàn)的形式，即電感L并聯(lián)阻尼電阻R的形式，行波在殘余電感段形成較高電壓，其兩端阻尼電阻在高電壓作用下來(lái)吸收行波能量，如圖2所示。

VFTO自身的能量很小，傳輸過(guò)程中，只要增加少量有功損耗，就可降低幅值與頻率。電感L的存在，增加了行波往返時(shí)間，即降低VFTO頻率，同時(shí)提高阻尼電阻R端的電壓，使得行波電荷流經(jīng)R產(chǎn)生能耗。

阻尼母線(xiàn)的電感L及阻尼電阻R是以分布參數(shù)元件實(shí)現(xiàn)的，如圖3所示。L_i代表每匝的電感量；R_i的是并聯(lián)在匝間的阻尼電阻，串聯(lián)有殘余電感L_Ri，R_i阻值大小可以調(diào)節(jié)；g₀為匝間間隙，r_i為匝間間隙放電弧道電阻。由于空心電感各個(gè)繞組之間的互感耦合效應(yīng)，殘余電感L的匝數(shù)與感抗的平方成正比。

阻尼母線(xiàn)的主要結(jié)構(gòu)特征是，將母線(xiàn)管螺旋方式掏鏤空槽，形成螺旋管，如圖4所示。掏鏤空槽起到放電間隙g_i的作用，放電通道形成的損耗用電阻r_i表示。

掏鏤空槽靠母線(xiàn)管內(nèi)側(cè)的間隙小于靠近母線(xiàn)管外側(cè)間隙，使得螺旋管匝間行波電壓導(dǎo)致的匝間擊穿時(shí)，放電通道發(fā)生在母線(xiàn)管道內(nèi)壁附近，減少電火花四濺，確保母線(xiàn)管對(duì)GIS管道軀殼的主絕緣。同時(shí)螺旋管通流截面積S₂不小于 原來(lái)母線(xiàn)管的通流截面積S₁，以保證母線(xiàn)正常運(yùn)行時(shí)的通流能力。這里S₁＝0.5(φ₁+φ₂)π，S₂＝0.5×(φ₁-φ₃)×l。螺旋管通流截面積示意圖如圖5所示。

當(dāng)額定電壓等于或小于500kV的GIS，不能借助原來(lái)的母線(xiàn)管結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)制造尺寸應(yīng)大于原來(lái)幾何參數(shù)的阻尼母線(xiàn)，以保證螺旋管的電感量。母線(xiàn)螺旋管的中部安置電阻棒，如圖6所示。電阻棒除了承擔(dān)阻尼電阻R的作用，還要起到母線(xiàn)螺旋管的支撐作用。螺旋管每匝與安置在中部的電阻棒采用嵌件電氣連接或彈簧片電氣連接，形成電感與電阻并聯(lián)電路，在行波作用下，因螺旋管母線(xiàn)電感量比常規(guī)母線(xiàn)管高，匝間形成電壓差，電阻及放電間隙均可損耗行波能量，達(dá)到降低行波幅值、降低行波頻率的目的。

需要聲明的是，本發(fā)明內(nèi)容及具體實(shí)施方式意在證明本發(fā)明所提供技術(shù)方案的實(shí)際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的精神和原理啟發(fā)下，可作各種修改、等同替換、或改進(jìn)。但這些變更或修改均在申請(qǐng)待批的保護(hù)范圍內(nèi)。