摘要
GIS隔离开关分合闸操作的时候断口间会出现重复击穿现象，而重复击穿过程由隔离开关操作工频初始相位和触头间隙的击穿特性共同决定，重复击穿全过程的总时长是ms级，单次击穿的总时长是US级。而现有的重复击穿仿真模型，未考虑触头间隙击穿电压的分散性、工频初始相位的随机性以及全过程仿真的计算时间等因素，不能准确反映隔离开关动作全过程的波形以及特快速暂态过电压(VFTO)、特快速暂态电流(VFTC)的统计特性。 本文基于252kVGIS试验平台进行了数百次的隔离开关分/合闸操作试验，记录了隔离开关操作重复击穿全过程的典型电压、电流波形，并通过统计分析获得了隔离开关分/合闸过程中触头间隙击穿电压与开距的相关特性。基于试验回路元件参数以及高频电弧电阻模型，建立了252kVGIS工频稳态集中参数仿真电路以及高频暂态分布参数仿真电路。采用Matlab与EMTP/ATP之间的变步长交互运算，将稳态击穿和暂态燃弧过程结合起来，加入工频初始相位和触头间隙击穿电压的随机性模拟，实现了隔离开关分合闸全过程的建模与高效仿真。通过上述重复击穿全过程VFTO仿真方法，开展252kV GIS隔离开关操作试验回路VFTO和VFTC波形和统计特性仿真，采用试验结果验证了仿真模型的正确度，采用平滑核概率密度估计方法获得了放电次数、放电电压、上升时间、最大峰值等特征参量的概率密度函数。 将上述建立的252kVGIS的建模与VFTO仿真方法，推广到特高压GIS回路，仿真隔离开关操作产生的VFTO全过程波形，与实测的VFTO波形对比，验证模型的有效性。在此基础上，对江西洪屏抽水蓄能电站550kVGIS回路隔离开关操作引起的特快速暂态过电压(VFTO)进行分析计算。
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