Operationsmetode for PT-resonans i 500kV GIS skiftestation

1. Årsager til Resonans

En 500kV GIS afbryderstation er designet efter princippet om “primærudstyr intelligens og sekundærudstyr netværk”. Den høje side af PT har ingen afbryder og er direkte forbundet til bus GIS. Gennem analyse af fejlregistreringsdiagrammer, når 5021-bryderen åbnes, dannes en serieforbindelse mellem bruddets kapacitance og PT. Desuden viser bus-spændingen, efter at være paralleliseret med PT-induktansen, induktive egenskaber. Kapacitancen bliver forstyrret, hvilket udløser resonans.

Den mættede strøm varer i mere end 1 time og 40 minutter, hvilket forårsager opvarmning og skaderisiko for PT. Den ækvivalente kredsløb inkluderer spændingskilde (Es), bryder (CB), bruddets graduerende kapacitor (Cs), bus-til-jord kapacitor (Ce) og PT's primære spole resistans og induktans (Re, Lcu).

For at undersøge årsagen blev den anden linje deenergiseret. Målingen af PT-isolationsmodstand, DC-modstand og SF₆-gas tryk viste ingen afvigelser. Da den elektromagnetiske PT er en ikke-lineær induktor med en jernkerne og GIS-udstyrskomponenter har kapacitans, mødes under specifikke scenarier LC-seriekredsløbet resonansbetingelser, hvilket forårsager vedvarende resonans.

2. Videnskabelige Undertrykkelsesløsninger
2.1 Løsningsforslag

PT-resonans er almindelig i 500kV GIS afbryderstationer. Permeabiliteten af ferromagnetiske materialer ændrer sig med det eksterne magnetfelt: som feltet stiger → stiger magnetinduktionens intensitet. Efter mætning når permeabiliteten sin topværdi. Med yderligere stigning falder permeabiliteten. Ifølge spoleinduktionformlen：

(N er antallet af vindinger, μ er permeabiliteten, S er den ækvivalente tværsnitsareal af magnetkredsløbet, og l_m er det ækvivalente magnetkredsløbslængde), er spolevindingerne og magnetkredsløbsparametrene for den elektromagnetiske PT konstante, og induktansen har en lineær relation til permeabiliteten; når jernkerne er mættet, falder permeabiliteten dramatisk, induktansen bliver mindre, og viser ikke-lineære egenskaber. Hvis der optræder en lavfrekvent spænding i kredsløbet, bliver PT-jernkerne mættet, den ækvivalente induktans falder, og vindingsopmunteringsstrømmen stiger hundredfold, hvilket forårsager resonansopvarmning.

Til resonans foreslås følgende løsninger:

• Ændr tænd/sluk sekvens: Når bus deenergiseres, sluk PT først, derefter bus; når energiseres, oplad bus først, derefter sæt PT i drift. Dette kan forstyrre resonansbetingelser, men kræver justering af driftssekvens, og PT skal være udstyret med en afbryder.

• Fjern bryderbruddets kapacitans: Det kan eliminere resonansbetingelser, men vil reducere bryderens afbrydningsevne.

• Forbind demperresistans: I betragtning af den faktiske situation, forbind en demperresistans til resten af bus PT-kabelsættet for at dæmpe resonansoverhøjspænding og overstrøm.

2.2 Ulykkesbehandlingsmetode

Den indkommande PT på en 500kV GIS afbryderstation havde gentagne resonanser under deenergisering, hvilket skadede PT og påvirkede udstyrsdrift. Under deenergisering af indkommande linjen (skift til varm reserve → kold reserve osv.), resonerede PT stadig. Derfor blev PT-parametre beregnet, antallet af primære/sekundære spolevindinger justeret for at reducere magnetfluxdensiteten og ændre induktansen; en anti-resonansspole blev installeret, og den nye PT og indkommande PT blev erstattet. Efter observation og statistik opstod der ingen resonans i afbryderstationen, og udstyret fungerede normalt.

3. Forebyggelsesforanstaltning: Installér Automatisk Resonanseelimineringsudstyr

Når bus PT er direkte forbundet til GIS bus, tages ikke PT og bus-til-jord modstander i betragtning. Lad PT-induktansen være L og bus-til-jord kapacitansen være C; de to er parallelleret for at danne impedans Z, og beregningsformlen er

Ved at installere automatisk resonanseelimineringsudstyr kan resonans undertrykkes baseret på impedanskarakteristika.

For at reducere PT-resonansens indvirkning på 500kV GIS indkommande PT'er, tilføjes luftafbrydere og ikke-lineære resistorer til PT's restspændingsvindinger (via samarbejde med producenter under fuld nedstilling) for automatisk resonanseeliminering. En nødsituation for tom bus resonansfejl er nødvendig.

500kV GIS busser anvender åben installation; andre enheder er SF₆-isolerede (små fodprint, høj pålidelighed, vedligeholdelsesintervaller på 20+ år, som anvendt i Tre Gorges projekt). Pålidelige automatiske resonanseeliminatore (fx LXQ-type med SiC, kompakt og let at installere; WXZ196 mikrobaseret, høj integration for realtidsharmonieliminering) kan forebygge resonans.

3.2 Forbedringer af Driftsregler

For 500kV GIS drift:

• Forhåndsanalyse: Identificer PT-resonansrisici; klarlæg roller for strøm/NCS-operatører.

• Enhedskontrol: Før lukning af sidste bryder, adskil bus. Luk K1/K2 i PT-boksen; ved stationens indgang, aktiver bus resonanseeliminator (luk K3, forbered resistorer).

• Real-tidsmonitoring: NCS følger brydere og bus spændinger. Nul spænding = ingen resonans; fluktuerende spænding = resonans registreret.

• Svar: For resonans, luk K3 for at aktivere resistorer. Hvis ineffektiv, åbn bryderafbrydere for manuel eliminering.

4. Konklusion

Under 500kV GIS-design, simuler bus PT-resonans for at vælge robuste PT'er (forebygg kerne mætning under switching). For eksisterende resonans, træf målrettede foranstaltninger (fx bus/PT-erstatning) for at sikre sikkert drift. Dette “forebyggelse-drift-design” system forbedrer anti-resonans evner.