摘 要

随着时代的进步，科技的发展，电能的应用不仅仅影响到了社会经济的发展，还影响到了人们生活的方方面面。人们对于输配电网的各种电气设备的防护的关注力度逐渐加大。

随着变电站封闭式组合电器（GIS）日益广泛应用在电网中，更是随着输电网电压等级的逐步提高，一种相对来说新型的过电压现象——VFTO（very fast transient overvoltage）逐渐让人们愈加重视。关于如何减少这类瞬态冲击对输配电网，尤其是对特高压电网的危害，是目前人类急需解决的难题。本文参考了国内外电力专业的研究状况，对VFTO的产生原因和特性提出了分析与概括，并在隔离开关前加入阻尼母线来抑制VFTO现象。对阻尼母线的结构、参数和工作原理及其相关的研究方法进行了讨论，并且使用仿真软件——ATP-DRAW模拟了VFTO的波形，通过简化阻尼母线模型，得到了阻尼母线对VFTO的抑制作用。并改变阻尼母线的相关参数，探讨阻尼母线相关参数对VFTO抑制作用的最优解。

关键词：VFTO；阻尼母线;ATP-DRAW；瞬态冲击；特高压电网

Abstract

With the progress of the times and the development of science and technology, the application of electric energy not only affects the development of social economy, but also affects all aspects of people's lives. People pay more and more attention to the protection of various electrical equipment in transmission and distribution networks.

With the increasing use of substation GIS in the power grid, and with the gradual increase in the voltage level of the transmission network, a relatively new type of overvoltage phenomenon, People pay more attention to VFTO (very fast transient overvoltage). How to reduce this type of transient impact on the transmission and distribution network, especially the UHV power grid, is currently a difficult problem that humans need to solve. This article refers to the domestic and foreign research status of power professional, puts forward analysis and summarization of causes and characteristics of VFTO, and adds damping busbars before isolation switch in order to suppress VFTO phenomenon. The structure, parameters, working principle and related research methods of the damping busbar are discussed. The simulation software ATP-DRAW is used to simulate the waveform of VFTO. The damping busbar is used to suppress the VFTO by simplifying the damping bus model.And changing the relevant parameters of the damping bus aiming to explore the optimal solution of the damper bus related parameters to VFTO inhibition.

Key Words：VFTO; Damping bus; ATP-DRAW; Transient impact; UHV grid

目 录

第1章 绪论 1

1.1本文研究的目的与意义 1

1.2 研究现状和发展趋势 2

1.2.1 国内研究现状 2

1.2.2 国外研究现状 3

1.2.3 国内研究现状总结 4

1.3 VFTO 定义 4

1.4 VFTO的产生原理 5

1.5 VFTO的危害 6

1.6 本文研究内容及章节安排 7

第2章 研究的基本内容、拟采用的技术方案及举措 9

2.1研究的基本内容 9

2.2研究方法和手段 10

2.2.1研究方法 10

2.2.2 研究手段 11

2.2.3 研究方案 11

2.3 本章小结 12

第3章 阻尼母线抑制VFTO原理及物理结构 13

3.1 阻尼母线原理 13

3.2阻尼母线结构 14

3.3本章小结 14

第4章 隔离开关模型研究 15

4.1隔离开关模型探讨 15

4.1.1线性模型 15

4.1.2时变电阻模型 16

4.2本章小结 20

第5章 运用ATP-DRAW搭建仿真模型 21

5.1 ATP-DRAW简介 21

5.2 ATP-DRAW的使用方法 22

5.2.1初步认识ATP-DRAW的界面 22

5.2.2建立ATP-DRAW的空白的文件 23

5.2.3 更改ATP-DRAW的各种设定 23

5.2.4 选择元件和输入参数 24

5.2.5 辅助操作以及建立模型 25

5.2.6 ATP的执行和图形输出、文字输出 25

5.3 阻尼母线对VFTO抑制模型的搭建 25

5.3.1搭建模型思路 25

5.3.2 VFTO仿真电路图 27

5.3.3 阻尼母线抑制VFTO仿真电路图 28

5.4本章小结 29

第6章 结论与展望 30

6.1研究结论 30

6.2研究展望 30

参考文献 32

致 谢 33

第1章 绪论

1.1本文研究的目的与意义

时代在进步，科技在发展，电能的应用在人类社会上留下了极大的影响。对电气设备进行防护开始逐渐成为人们重视的一点。

一般道来，在输配电网中，各类电气设备都蒙受各类过电压的影响，比如雷电过电压，内部过电压等过电压。过电压的定义是，在工频下，交流电压的均方根值升高，均方根值超过额定值电压值的10％，并且持续时间较长，一般而言大于1分钟的长时间电压变动现象^[1]。对于过电压的出现原因，普遍认为的观点是，雷电过电压受外部雷电而产生，内部过电压一般来讲是因为负荷投切的瞬间，造成的电压急速变化而产生的。过电压的分类主要包括以下几种：暂态过电压，雷电过电压，谐振过电压和操作过电压^[2]。通过几十年电力行业相关研究人员的不懈努力，暂态过电压，雷电过电压，谐振过电压和操作过电压这些现象已经实现能够基本控制。但是近些年来，在各地电力系统中广泛运用变电站封闭式组合电器（GIS），如图1.1所示。