一種用于抑制VFTO的阻尼母線制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種用于抑制VFTO的阻尼母線，采用能夠消耗電子流能量的螺旋管式阻尼母線；阻尼母線的導(dǎo)電管制造成開螺旋槽結(jié)構(gòu)，形成螺旋管。本發(fā)明專利技術(shù)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。通過改變母線波阻抗的方式，增加母線有功損耗，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。本發(fā)明專利技術(shù)提供的技術(shù)方案既適用于對現(xiàn)有GIS管道的改造，又適用用于新型GIS管道。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)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。
技術(shù)介紹
氣體絕緣組合電器(GIS)內(nèi)部絕緣性能好，母線沒有電暈損耗很小，隔離開關(guān)操作時(shí)，母線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，稱之為快速陡波過電壓(VFTO)。VFTO上限頻率可達(dá)5MHz至40MHz，這對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，特別是對通過油氣套管與GIS相連接的變壓器、電抗器的危害更大。一次設(shè)備相對絕緣水平是較低的，GIS電壓等級越高，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，對二次系統(tǒng)的危害也很嚴(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)測系統(tǒng)的情況，運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，隔離開關(guān)操作產(chǎn)生的過電壓，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GIS出線套管向空中發(fā)射的高頻干擾信號十分強(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關(guān)操作產(chǎn)生的電磁干擾造成的，包括隔離開關(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)思路
為解決上述不足，本專利技術(shù)提供了一種用于抑制VFTO的阻尼母線。采用一段能夠消耗電子流能量的螺旋管式阻尼母線，通過改變母線波阻抗的方式，增加母線有功損耗，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，本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：一種用于抑制VFTO的阻尼母線，所述阻尼母線為螺旋管式阻尼母線；所述阻尼母線的導(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)逐漸變小；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LR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導(dǎo)電管內(nèi)的阻尼電阻。所述阻尼母線的螺旋管匝間并聯(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LR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，本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果：本專利技術(shù)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。本專利技術(shù)采用一段能夠消耗電子流能量的螺旋管式阻尼母線，通過改變母線波阻抗的方式，增加母線有功損耗，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)既適用于對現(xiàn)有GIS管道進(jìn)行改造，又對新型GIS管道設(shè)計(jì)起到指導(dǎo)作用，對老變電站的改造及新變電站的建立都有重要意義。本專利技術(shù)在阻尼母線的設(shè)計(jì)與制造中，考慮了GIS母線所要承受的系統(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。附圖說明圖1為VFTO形成的原理電路圖。圖2為阻尼母線抑制VFTO電路圖。圖3為阻尼母線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：母線管壁；6：絕緣棒；7：連接導(dǎo)線。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)描述：VFTO的產(chǎn)生原理，可以用圖1進(jìn)行簡單描述。GIS中有兩段母線，波阻抗分別為Z1和Z2，分別帶電荷G1和G2，當(dāng)開關(guān)k合閘時(shí)，電荷G1和G2要重新在母線上分配。由于GIS中良好的絕緣性能，母線電荷重新分配過程中，能量損耗很微弱，產(chǎn)生行波在母線兩端折反射形成幅值很高、頻率達(dá)5至40MHz的VFTO。在GIS中，改變一段母線的波阻抗，以阻尼母線的形式，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吸收行波能量，如圖2所示。VFTO自身的能量很小，傳輸過程中，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。Li代表每匝的電感量；Ri的是并聯(lián)在匝間的阻尼電阻，串聯(lián)有殘余電感LRi，Ri阻值大小可以調(diào)節(jié)；g0為匝間間隙，ri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。阻尼母線的主要結(jié)構(gòu)特征是，將母線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gi的作用，放電通道形成的損耗用電阻ri表示。掏鏤空槽靠母線管內(nèi)側(cè)的間隙小于靠近母線管外側(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)生在母線管道內(nèi)壁附近，減少電火花四濺，確保母線管對GIS管道軀殼的主絕緣。同時(shí)螺旋管通流截面積S2不小于原來母線管的通流截面積S1，以保證母線正常運(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，不能借助原來的母線管結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)制造尺寸應(yīng)大于原來幾何參數(shù)的阻尼母線，以保證螺旋管的電感量。母線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，因螺旋管母線電感量比常規(guī)母線管高，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
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
及具體實(shí)施方式意在證明本專利技術(shù)所提供技術(shù)方案的實(shí)際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對本專利技術(shù)保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本專利技術(shù)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待批的保護(hù)范圍內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于抑制VFTO的阻尼母線，其特征在于：所述阻尼母線為螺旋管式阻尼母線；所述阻尼母線的導(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)逐漸變小；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)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于抑制VFTO的阻尼母線，其特征在于：所述阻尼母線為螺旋管式阻尼母線；所述阻尼母線的導(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)逐漸變小；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)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻尼母線，其特征在于：所述含有阻尼電阻R的電路為：阻尼電阻R與殘余電感LR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)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻尼母線，其特征在于：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)。4.根據(jù)權(quán)利要...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王曉琪，王均梅，汪本進(jìn)，王歡，吳士普，王磊，
申請(專利權(quán))人：中國電力科學(xué)研究院，國家電網(wǎng)公司，山東泰開互感器有限公司，國網(wǎng)山西省電力公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11