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三相VFT电压测量中电场耦合系数矩阵的确定第20卷第10期 2000年10月中国电机工程 ProceedingsoftheCSEE vd2ONol0 Oct2000文章编号0258—8013(2000】10—0005—05三相VFT电压测量中电场耦合系数矩阵的确定邹建华,欧阳兴无,李成一11—— ————～,—————————一一 I● (西安交通大学x-,~1与科学研究院,陕西省西安市710049) DETERMINATIoNFoRAMATRIXoFELECTRICCoUPLING COEFFICIENTSINTHREE—PHASEVFTVoLTAGEMEASUREMENT ZOUJia9hua,OUYANGXing—wu,LICheng (Xi’anJiaotongUniversity,Xi’an710049,China) ABSTRACT:InordertomeasuretheV订phasevoltageon three—phaseenclosedGIS.3capacitancesens0rsareneeded Eachca口aclcancesd15oriscoupledwiththeelectricfieldof’A, BandC)threephasesvoItageThispaperd~cribesthemerhod toamp;renninethematrixofelectriccouplingcoefficientsIn addition,themainelectriccouplingcoefficientsarenamed, whiehhaveanapproximateanalyticexpression KEYWORDS:gasinsulatedsubstation(GIS);ryfast transients(VFT);voltagemeasurement;electricfield;analytic expression摘要:在三相快速瞬变过程vFT(VeryFastTransients)电压测量中.需要3个电容传感器.而每个传感器同时受A,B,C三相电压的电场耦合.该文讨论了三相同壳式封闭式组合电器GIS(GasInsulatedSubstation)在完全对称布置和不完全对称布置情形下,电场耦合系数矩阵的确定方法.提出了主导电场耦舍系数的概念给出了它的近似解析表达式.关键词:封闭式组合电器;快蘧瞬变过程;电压测量;电场;解析表达式 ..P王中围分类号:TM933文献标识码A～’一一 1引言自80年代初期以来,GIS隔离开关操作时产生 vFT过电压的研究一直受到广泛重视.vFT过电压的波形不仅与系统参数,GIS的结构布置有关,还与隔离开关的开断速度,s的气压及对地电容等多种因素有关.vFT的过电压幅值一般为1.7pn,有时亦可达到27pu以上.实际运行经验和分析基金项目{国家自然科学基金资助项目表明,V过电压会引起相对地的绝缘击穿短路,地电位瞬态升高,二次控制设备的误动作等事故【I,Zl.到目前为止,国内外对单相分立式GIS结构下的VFT电压波研究的较多.三相同壳式GIS结构下的情形则更为复杂,研究工作主要集中在三相同壳母线VFT波模拟计算和VFT相电压测量等方面.为了测量三相同壳母线GIS的三相vFT电压,必须在其金届外壳上安装3个传感器.每个传感器同时受A,B,C三相电压的电场耦台.因而必须对电场耦台进行解耦,才能得到每相的VFT电压波形本文将对三相VFT电压测量中电场耦合系数矩阵进行较为详细的分析. 2电场耦合系数和”近距点”的概念在GIS三相vFT电压测量中,一般采用电容传感器,并安装于母线金届外壳上某点P(图1).电容传感器的输出电压v,是A,B,c三相电压 VrA,VrB和Vc共同作用的结果,并不代表任何一相的电压值,即『] V=k.M{‘JⅥ}f.M{‘]-1f(1)j式中为常数;LⅥ}?.,Mf’.和M{‘称为位置点P的电场耦合系数,它们分别为(,vB,中国电机工程第20卷 vc)=(1,o,O),(O,1,O)和(O,o,1)3种条件下位置点P处的电场强度.位置电P可由位置角口表示, M(-0,0(),M(.?-.’(∞和M’.-.,’(称为电场耦合系数函数.电场耦合系数函数仅与三相同壳母线的几何参数有关.围1GIS三相VFT电压测量原理围 Fig一1DiagramofVFrphasevoltagemeasurement inthreephmeenclosedGISbus为了测得三相同壳母线每相的VFT电压,至少需要3个电容传感器.它们分别安装在三相同壳母线金属外壳上的3个不同位置Pl,P2和P3(图1).设位于P.,P2和P3点的3个电容传感器的输出分别为v1,y