變電站開(kāi)關(guān)瞬態(tài)場(chǎng)干擾耦合機(jī)理研究.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)輸電電壓的不斷提高,以微處理器為核心的保護(hù)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(shè)備抗電磁干擾特性,對(duì)預(yù)估干擾危害和采取有效防護(hù)措施有著重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值.結(jié)合國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目"電磁干擾的耦合機(jī)理"(No.50325723),本論文對(duì)開(kāi)關(guān)瞬態(tài)電磁場(chǎng)特性、微機(jī)保護(hù)設(shè)備和計(jì)算機(jī)的抗擾度問(wèn)題、傳輸線與空間電磁場(chǎng)之間的耦合問(wèn)題進(jìn)行了研究.論文的創(chuàng)新成果如下: 1在國(guó)內(nèi)首次對(duì)500kV變電站

2、開(kāi)關(guān)瞬態(tài)電磁場(chǎng)進(jìn)行了系統(tǒng)測(cè)量,在5座調(diào)試的500kV變電站測(cè)量了開(kāi)關(guān)操作產(chǎn)生的瞬態(tài)電場(chǎng),在其中的3座變電站測(cè)量了開(kāi)關(guān)操作產(chǎn)生的瞬態(tài)磁場(chǎng).對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得出了開(kāi)關(guān)瞬態(tài)電磁場(chǎng)的時(shí)域特性和頻域特性.測(cè)量得到的數(shù)據(jù)為驗(yàn)證變電站開(kāi)關(guān)瞬態(tài)電磁場(chǎng)研究的理論模型和研究變電站電氣設(shè)備抗開(kāi)關(guān)瞬態(tài)電磁場(chǎng)干擾特性奠定了基礎(chǔ). 2在國(guó)內(nèi)首次對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行強(qiáng)電磁脈沖下的抗干擾特性的實(shí)驗(yàn)研究.基于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的開(kāi)關(guān)瞬態(tài)電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)及兼顧其它方面研究的需要

3、,設(shè)計(jì)制作了有界波EMP模擬器.在EMP模擬器下研究了變電站微機(jī)保護(hù)裝置抗開(kāi)關(guān)瞬態(tài)電磁場(chǎng)干擾特性,得出了采用雙層金屬屏蔽柜屏蔽開(kāi)關(guān)瞬態(tài)電磁場(chǎng)比較保守的結(jié)論,分析了引起保護(hù)裝置故障的干擾的耦合路徑.此外,還通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了變電站控制室微型計(jì)算機(jī)抗瞬態(tài)電磁干擾特性和帶孔金屬屏蔽盒強(qiáng)瞬態(tài)電磁脈沖的屏蔽特性. 3基于EMP模擬器通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了空間電磁場(chǎng)激勵(lì)下線纜終端耦合電壓和電流響應(yīng),發(fā)現(xiàn)對(duì)于電纜來(lái)說(shuō),電纜兩端屏蔽層接地方式的改變對(duì)芯線終

4、端耦合電流的影響不同,相對(duì)于開(kāi)關(guān)瞬態(tài)電磁場(chǎng)傳播方向而言,屏蔽層的不同接地方式對(duì)源端芯線電流的影響不明顯,而負(fù)載端電流受屏蔽層接地方式影響較大:對(duì)于屏蔽層四種不同接地方式來(lái)說(shuō),兩端芯線電流時(shí)域最大峰峰值從大到小排序?yàn)?源端接地負(fù)載端浮地、兩端浮地、兩端接地、源端浮地負(fù)載端接地. 4提出了基于耦合多導(dǎo)體傳輸線結(jié)點(diǎn)導(dǎo)納方程的分析空間電磁場(chǎng)激勵(lì)下傳輸線終端耦合電壓響應(yīng)的方法,并推導(dǎo)了均勻平面波激勵(lì)下的耦合多導(dǎo)體傳輸線終端響應(yīng)的公式,通過(guò)