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10kV开关柜开断对二次智能设备的电磁干扰

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-07-03 来源:中国知网 作者:黎鹏 黄道春 阮江军 牛小波 朱晨光 浏览次数:729
     随着智能电网的发展,设备的智能化已成为当 今电网发展的主要方向,二次控制、保护设备的高 度集成化,增加了二次智能设备对瞬态干扰的敏感 性与脆弱性[1]。开关柜作为配电系统中保护与控制 的重要开关设备,其内部结构复杂,二次装置与高 压断路器距离较近,较容易遭受高压开关操作引起 的瞬态高频干扰[2-3],而且低压部分相互之间也会发 生串扰,轻则影响显示等功能,严重时会使开关柜 出现误动、拒动甚至毁坏。因此研究二次智能设备 在开关柜开断时的电磁干扰情况具有实际意义。 国外对开关(隔离开关、断路器)操作产生的电磁干 扰问题进行了较多研究[4-10],重点对高电压等级的 空气绝缘变电站(air insulated substation,AIS)、气 体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)中开 关操作产生的瞬态电场及磁场进行了测量和分析; 测量发现,AIS、GIS 中隔离开关和断路器操作产 生的瞬态电磁脉冲上升沿可达到 ns 级,空间最大电场强度超过 10 kV/m,最大磁场强度超过 200 A/m, 开关操作的主导频率在 0.5~120 MHz,其中断路 器操作与隔离开关相比,瞬态幅值小,主导频率 高。国内的研究起步较晚,重点以 500 kV 变电站 为主[11-13],文献[12]中测得的隔离开关操作最大 场强约为 19 kV/m,断路器操作时最大场强约为 15 kV/m。
    对于中压开关柜的电磁干扰问题,国外研究重 点集中在重燃方面,而国内研究较少;文献[14-15] 对 20 kV 开关柜断路器重燃时在 CT 二次侧引起的 高频电流进行了测量分析,得到由重燃引起的高频 电流频率为 1~3 MHz;文献[16]对 40 kV 开关柜断 路器多次重击穿引起的电磁干扰信号进行了测量, 并对最后一次及倒数第 2 次重燃的波形进行了分析, 分析表明干扰电流的频带范围达到 200 MHz,辐射 电场的频带范围达到 750 MHz;虽然电弧重燃对二 次侧的干扰较大,但断路器在燃弧开断过程中也会 对二次智能设备产生高频干扰;目前针对开关柜开 断的电磁干扰研究由于现场试验的严酷性,并未对 二次侧干扰电流进行直接测量,结果并不能直观反 映干扰强弱,因此有必要对该情况下的电流干扰情 况进行研究。
    本文利用振荡型合成试验回路针对 10 kV 开关 柜的电磁干扰问题进行不同条件下的合成开断试 验,采集开断过程中 CT 输出端、智能操控装置以 及间隔智能单元输入的电流信号;对采集的信号进 行时频特性分析,得到了干扰信号的频带及能量分 布,可为开关柜的抗电磁干扰性能改进提供参考。更多详细内容请见附件  
10kV开关柜开断对二次智能设备的电磁干扰_黎鹏.pdf

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