[发明专利]一种抑制GIS内部高频传导干扰的方法

说明书

技术领域

本发明涉及输配电技术领域，特别是一种用于抑制GIS内部高频传导干扰的方法。

背景技术

气体绝缘变电站（Gas Insulated Substation，简称GIS），又称为全封闭组合电器，它具有占地面积小、运行安全、维护方便以及与周围环境隔绝等诸多优点。因此，气体绝缘变电站在世界各地的应用越来越广泛，尤其在大都市的配变电站更是如此。我国的各省市近年来也相继有大批气体绝缘变电站投入运行。如同其它新技术一样，它的使用也带来了新的问题。GIS内的隔离开关和断路器切合过程中，由于开关触头断口的重复击穿，会在气体绝缘变电站内部产生振荡频率高达数百兆赫兹的特快速暂态过电压（Very Fast Transient Overvoltage， 简称VFTO），由于VFTO具有很高的陡度，它将对变电站的一次设备、二次设备、运行维护人员和邻近设备产生危害。

通常传导耦合在二次设备端口产生的干扰电压不是很高，它们的幅值是变电站正常运行情况下的测量电压（100V）的两倍多，但是这些干扰电压具有很高的频率，通过对干扰电压的傅立叶分析，它们的主要谐振频率分量集中在2MHz～30MHz之间，这些高频振荡波很可能会在二次设备内部产生很高的“过电压”，导致二次设备损坏或误操作，引起严重的变电站事故。这一点需要引起二次设备开发人员的高度重视。另外，这也说明，通过传导耦合在二次设备端口产生的干扰电压引起二次设备误操作的原因不是因为它的幅值，而很可能是因为它的高频特性。

滤波是抑制干扰的一种有效措施，尤其是对EMI 信号的传导干扰。任何电源线上的传导干扰信号均可用差模和共模信号来表示。差模干扰在两导线之间传输，属于对称性干扰；共模干扰在导线与地（机壳）之间传输，属于非对称性干扰。在一般情况下，差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小；共模干扰幅度大、频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。因此，欲削弱传导干扰，最有效的方法就是在干扰电压源输入和输出电路中加装EMI滤波器。EMI滤波器是一种由电感和电容组成的低通滤波器，能够使低频的信号顺利通过，而对高频干扰信号起到有效抑制作用，然而现有的EMI滤波器并不适用于GIS变电站中消除由VFTO所产生的高频传导干扰。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种能够有效抑制GIS变电站VFTO所产生的高频传导干扰的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种抑制GIS内部高频传导干扰的方法，在GIS变电站电压互感器出口侧至二次设备入口之间的线路上连接一EMI滤波器；所述EMI滤波器包括第一匹配阻抗、第二匹配阻抗、第一共模电容、第二共模电容、第一差模电容、第二差模电容以及共模电感、差模电感；

所述第一匹配阻抗和第二匹配阻抗构成的串联支路连接在电压互感器的相线和中线出线端，串联支路的串接点接地；第一差模电容并联在相线与中线之间；第二差模电容并联在二次设备入口之间的线路上；共模电感和差模电感串接在电压互感器出口侧至二次设备入口之间的回路中；第一共模电容、第二共模电容分别并接在二次设备入口与地之间。

上述抑制GIS内部高频传导干扰的方法，所述共模电感包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和第二线圈双股并饶，线圈匝数相同，其中，第一线圈和第二线圈的同名端分别连接在第一差模电容的两端；所述差模电感包括第三线圈和第四线圈，所述第三线圈和第四线圈双股并饶，线圈匝数相同，第三线圈和第四线圈的异名端分别连接在第二差模电容的两端；所述第一线圈和第三线圈的异名端共端，第二线圈和第四线圈的同名端共端。

上述抑制GIS内部高频传导干扰的方法，所述EMI滤波器电路各元件参数按以下步骤确定：

a. 利用频谱/网络/阻抗分析仪对GIS变电站电压互感器进行散射参数测量，设置扫描的频率为50Hz~50MHz，将测量得到的散射参数转化成电压互感器的阻抗频变参数，并绘制阻抗随频率变化的曲线，再利用矢量匹配和电路综合的方法建立电压互感器电路模型；根据阻抗频变曲线确定谐振频率点对应的阻抗参数值；根据电压互感器电路模型中三条支路间的阻抗串并联关系得到电压互感器的等效阻抗值；

b. 利用阻抗分析仪对二次设备的入口阻抗进行测量，得到二次设备入口阻抗模型及其参数值；