考慮殘余電荷分布非均勻性特快速暫態(tài)精細模型研究.pdf

1、氣體絕緣變電站(GIS)是電力系統(tǒng)的核心部件，在GIS中當進行合閘或者分閘操作時會引起動靜觸頭之間的擊穿，從而形成上升時間極短的快速暫態(tài)電壓(VFTO)。觸頭間隙的燃弧和滅弧，在空載母線上留下了殘余電荷，且殘余電荷在隔離開關的觸頭和空載母線上分布是不均勻的，對VFTO影響很大。本文以252kVGIS實驗平臺隔離開關結構為基礎，在考慮空載母線上殘余電荷分布非均勻性前提下，建立仿真模型，開展隔離開關操作產(chǎn)生的暫態(tài)電壓響應特性研究。為研究分析

2、VFTO暫態(tài)特性，本文主要采用兩種方法仿真分析VFTO。
　　首先，仿真分析了母線殘余電荷分布的極不均勻性。提出了利用有限元仿真和牛頓迭代相結合計算得到母線上電荷密度的分布，基于傳輸線模型，采用FDTD算法精確地分析考慮殘余電荷分布非均勻性的VFTO。最后將采用FDTD計算結果與EMTP仿真結果進行對比驗證。若EMTP模型母線初始值沒有考慮以及絕緣子采用集總電容來等效，其仿真結果是不夠精確的，驗證了該方法的有效性。
　　其次

3、，基于三維仿真模型，通過有限元的方法，利用COMSOL三維仿真軟件采用順序耦合的方法將殘余電荷的非均勻分布考慮在內(nèi)，仿真了隔離開關操作瞬間GIS內(nèi)部的瞬態(tài)電磁場，獲得了瞬態(tài)過電壓的特性。并與實驗測量結果進行了對比。
　　最后，在考慮殘余電荷非均勻分布下，將以上兩種方法進行對比，分析各自的優(yōu)勢和缺點。采用基于一維傳輸線模型的FDTD算法運算速度快，耗時短，受到模型的限制，其準確度比基于三維場模型的有限元仿真方法要低。而基于三維場模型