隨著我國電力工業(yè)的高速發(fā)展和電壓等級的不斷提高，GIS設(shè)備在近二十年來被廣泛地應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。然而隨著電壓等級的提高，由隔離開關(guān)的操作而引起的快速暫態(tài)過電壓(VFTO)屢見不鮮，類似情形將對電網(wǎng)運(yùn)行安全造成威脅。因此，對GIS設(shè)備內(nèi)部VFTO的測量及如何預(yù)防進(jìn)行研究，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

隨著GIS設(shè)備運(yùn)行電壓的提高，特快速暫態(tài)過電壓的影響日益明顯和嚴(yán)重，致使其在220kV及以上電壓等級的GIS設(shè)備中多次引起故障或其它問題，它不但會(huì)在GIS設(shè)備的主回路引起對地故障，而且還會(huì)造成相鄰設(shè)備(如變壓器等)的絕緣損壞。國內(nèi)外GIS設(shè)備中不乏VFTO危害實(shí)例：

(1)1992年廣東大亞灣核電工程，在500kV系統(tǒng)調(diào)試中，進(jìn)行切合空載變壓器例行操作時(shí)，由于快速暫態(tài)過電壓引起3×350MVA主變壓器一相主絕緣被擊穿。

(2)巴西的Rajan500kVGIS在運(yùn)行初期，曾因隔離開關(guān)例行操作產(chǎn)生特快速暫態(tài)過電壓造成500kV油紙?zhí)坠艿恼押妥儔浩鞴收稀?/p>

(3)華東天荒坪抽水蕾能電廠的500kVGIS自1998年投運(yùn)以來。由于例行操作，出現(xiàn)了變壓器保護(hù)用氧化鋅避雷器頻繁動(dòng)作的現(xiàn)象，經(jīng)計(jì)算表明也是特快速暫態(tài)過電壓引起的.

(4)2001年浙江北侖電廠一臺(tái)500kV變壓器損壞，經(jīng)初步調(diào)查，分析認(rèn)為也是特快速暫態(tài)過電壓所致。

1、老化效應(yīng)

與一般切容性負(fù)荷的原理相同，GIS設(shè)備弱離開關(guān)在切、合容性負(fù)荷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多次重燃或預(yù)擊穿。由于隔離開關(guān)動(dòng)作速度較慢，重燃的時(shí)問相對隔離開關(guān)的操作時(shí)間而言是非常短的，因此重燃次數(shù)會(huì)較多。每重燃一次，就可能產(chǎn)生一定幅值的特快速暫態(tài)過電壓。

這過程不同于一般電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程，每當(dāng)隔離開關(guān)操作一次，就產(chǎn)生多次的重燃和由它引起的許多次具有一定電壓幅值的快速瞬變過程。而隔離開關(guān)的操作屬于常規(guī)操作程序，那么GIS設(shè)備及其它電氣設(shè)備就有可能在一個(gè)相當(dāng)短的時(shí)問內(nèi)經(jīng)受成百次VFTO的考驗(yàn)，這對絕緣來說無異于接受一種性質(zhì)與截波相近的老化試驗(yàn)，這會(huì)給絕緣帶來很大的損傷。

2、VFTO在變壓器內(nèi)部造成極不均勻的匝間電位分布和諧振過電壓

VFTO的最大受害者是變壓器，無論是與GIS設(shè)備直接相連還是非直接相連接的變壓器，在受到VFTO作用時(shí)，都會(huì)有兩種影響：

一是隔離開關(guān)觸頭擊穿瞬間產(chǎn)生的階躍波到達(dá)變壓器時(shí)，相當(dāng)于在變壓器端部加上了一個(gè)陡波波頭，對于直接相連的交壓器，其上升時(shí)間可能只有數(shù)十納秒，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于雷電沖擊截波試驗(yàn)時(shí)波頭的上升時(shí)間，會(huì)在變壓器繞組上造成極不均勻的匝間電壓分布，危害極大;對非直接相連的變壓器，因?yàn)榻?jīng)過了兩個(gè)套管和一段線路，使陡波趨于平緩，其波頭上升與雷電沖擊截波相似。二是高頻振蕩可能在變壓器內(nèi)部激發(fā)起極高的諧振過電壓。

除此之外，VFTO還可能通過電壓、電流互感器等容性設(shè)備，通過繞組感應(yīng)到系統(tǒng)的二次設(shè)備，從而危害二次設(shè)備的正常工作。

近十多年來，VFTO給電力系統(tǒng)帶來的危害已受到人們的普遍關(guān)注，成為國際高壓領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。我國也有大量GIS設(shè)備投入運(yùn)行，并也曾發(fā)生過事故。因而，開展對GIS設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生的VFTO的監(jiān)測很有意義。

本項(xiàng)目就是研發(fā)一套VFTO高速采集監(jiān)測系統(tǒng)，對GIS設(shè)備內(nèi)部的VFTO進(jìn)行監(jiān)測、采集并記錄，以便于對其進(jìn)行更加深入地研究。