第六章 电力系统的绝缘配合.doc

电力系统工频电压升高 1、定义：在电力系统内部，由于断路器的操作或系统发生故障，使系统参数了发生变化，引起电磁能量的转化或传递,在系统中出现的过电压。 2、类型： （1）工频电压升高 （2）操作过电压 （3）谐振过电压 3、特点： （1）过电压的能量来源于电网本身 （2）过电压的幅值与电网的工频电压大致有一定的倍数关系，通常以系统的最高运行相电 压为基础计算过电压倍数K。 （3）过电压持续的时间较长 6、1 电力系统工频过电压 一、工频过电压的产生 系统正常运行或故障时产生。如： 1、空载长线路末端电压的升高 2、发生单相接地故障时，非故障相电压的升高。 3甩负荷引起的工频电压升高 二、特点： 1、过电压倍数不大，对正常绝缘的电气设备一般没有危险 2、在超高压输电中成为确定系统绝缘水平的重要因素。 （1）工频电压升高将直接影响操作过电压的幅值。 （2）工频电压升高是决定保护电器（避雷器）工作条件的重要因素。 （3）工频电压升高持续时间长，对设备的绝缘不利。 三、形式： 1、空载长线路末端电压升高 2、不对称短路引起的工频电压升高 3、甩负荷引起的工频电压升高 四、空载长线路电容效应引起的电压升高 1、输电线路的等值电路： 2、首端与末端电压之比为： 对于无穷大容量的系统，可以证明： 式中：α—相位常数， α=0.06°/KM l —线路长度 说明线路末端电压高于首端电压，线路越长，末端电压越高，这种现象是由于电容性充电电流造成的，称为电容效应。 3、系统电源容量对电容效应的影响 沿线路的工频电压按余弦规律分布 K20 =U2 / E = COS φ/ COS （αl+ φ） Φ= arctg X s / Z 式中 ：X s — 系统电源的等值阻抗 Z — 导线的波阻抗 可见， 电源容量越小，电抗越大，工频电压升高越严重，即电源电抗 的存在相当于使线路变长了。 举例说明：P.125 五、不对称短路引起的工频电压升高 1、系统发生单相或两相接地故障时，非故障相（健全相）上工频电压将升高（阀式避雷器的灭弧电压是以此升高值决定） 2、分析单相接地（ 以A相接地为例）： 利用对称分量法可以求出：（推导从略） 零序电抗X0的大小与系统中性点接地方式有关 （1）对于3～10KV系统（中性点绝缘系统）： X0由线路容抗决定，为负值。 则 X0 / X1的值比 稍大。即：健全相上电压为1、1倍线电压 选110%避雷器：如10KV避雷器的灭弧电压为 （220KV及以下系统的最高工作电压按1、15Un确定 ） 即选FZ—10/12、7的避雷器 （2）对于35 ～60KV中性点经消弧线圈接地系统 X0为正值，健全相上电压接近线电压 选100%避雷器： 如35KV避雷器的灭弧电压为 1、0*1、15Un =1、15*35 = 40.25KV 即选FZ—35/41避雷器 （3）110 ～220KV为中性点直接接地系统 一般X0 / X1 3，则健全相上电压不大于1、4倍相电压。约80%线电压。选80%避雷器： （4）330KV及以上超高压系统 系统中全部变压器中性点接地，健全相电压升高为0.75倍线电压以下。 考虑电容效应： 线路首端选80%避雷器，末端选90%避雷器 六、甩负荷引起的工频电压升高 1、当发电机突然甩负荷时，将造成线路工频电压升高 2、此种过电压的计算较复杂，在此只引出一些结论性概念 运行经验表明： 220KV及以下电网一般不需要采取特殊措施限制； 220KV及以上需要采取限制措施。 七、工频电压升高的限制措施 1、利用并联电抗器补偿空载线路的电容效应。 2、利用静止补偿器调节系统无功，控制系统电压。 3、采用降低输电线路零序阻抗的方法 6.2 电力系统的操作过电压 一、操作过电压的产生及类型 1、产生：系统中对断路器的操作而带来的过电压。 其过电压倍数K的大小和持续时间与电网的结构，断路器的性能，系统的接线方式及运行操作方式有关。K一般为3～4 2、类型： （1）空载线路合闸过电压 （2）切除空载线路过电压 （3）切除空载变压器过电压 （4）中性点不接地系统中弧光过电压 二、操作过电压对系统的影响 1、220KV及以下系统的绝缘水平由雷闪过电压决定 操作过电压对设备绝缘的威胁不大，可不采取专门的限制措施 2、对于220KV以上的超高压、特高压系统 其绝缘水平如果按（3～4）Umph(最大运行相电压的幅值）的操作过电压来考虑，其绝缘费用将大幅度增加，因此必须采取措施限制操作过电压在一定水平下。 三、空载线路合闸过电压及其限制措施 1、计划合闸 2、自动重合闸 线路出现故障时保护跳闸后，经自动重合闸装置进行合闸操作。 此时线路上存在残余电压，产生的过电压比计划合闸更严重