變電站開關瞬態(tài)場干擾耦合機理研究.pdf

1、隨著電力系統輸電電壓的不斷提高,以微處理器為核心的保護與控制電路更易受到干擾.因此研究變電站電磁干擾特性和電氣設備抗電磁干擾特性,對預估干擾危害和采取有效防護措施有著重要的理論意義和實際應用價值.結合國家杰出青年科學基金項目"電磁干擾的耦合機理"(No.50325723),本論文對開關瞬態(tài)電磁場特性、微機保護設備和計算機的抗擾度問題、傳輸線與空間電磁場之間的耦合問題進行了研究.論文的創(chuàng)新成果如下: 1在國內首次對500kV變電站

2、開關瞬態(tài)電磁場進行了系統測量,在5座調試的500kV變電站測量了開關操作產生的瞬態(tài)電場,在其中的3座變電站測量了開關操作產生的瞬態(tài)磁場.對測量數據進行分析,得出了開關瞬態(tài)電磁場的時域特性和頻域特性.測量得到的數據為驗證變電站開關瞬態(tài)電磁場研究的理論模型和研究變電站電氣設備抗開關瞬態(tài)電磁場干擾特性奠定了基礎. 2在國內首次對微機保護裝置進行強電磁脈沖下的抗干擾特性的實驗研究.基于現場測量的開關瞬態(tài)電磁場數據及兼顧其它方面研究的需要

3、,設計制作了有界波EMP模擬器.在EMP模擬器下研究了變電站微機保護裝置抗開關瞬態(tài)電磁場干擾特性,得出了采用雙層金屬屏蔽柜屏蔽開關瞬態(tài)電磁場比較保守的結論,分析了引起保護裝置故障的干擾的耦合路徑.此外,還通過實驗研究了變電站控制室微型計算機抗瞬態(tài)電磁干擾特性和帶孔金屬屏蔽盒強瞬態(tài)電磁脈沖的屏蔽特性. 3基于EMP模擬器通過實驗研究了空間電磁場激勵下線纜終端耦合電壓和電流響應,發(fā)現對于電纜來說,電纜兩端屏蔽層接地方式的改變對芯線終

4、端耦合電流的影響不同,相對于開關瞬態(tài)電磁場傳播方向而言,屏蔽層的不同接地方式對源端芯線電流的影響不明顯,而負載端電流受屏蔽層接地方式影響較大:對于屏蔽層四種不同接地方式來說,兩端芯線電流時域最大峰峰值從大到小排序為:源端接地負載端浮地、兩端浮地、兩端接地、源端浮地負載端接地. 4提出了基于耦合多導體傳輸線結點導納方程的分析空間電磁場激勵下傳輸線終端耦合電壓響應的方法,并推導了均勻平面波激勵下的耦合多導體傳輸線終端響應的公式,通過