高电压技术-11电力系统暂时过电压.pptx

第二篇 电力系统过电压及绝缘配合;在电力系统中，由于断路器操作、故障或其他原因，使系统参数发生变化，引起系统内部电磁能量的振荡、转化或传递，将造成电力系统内部过电压； 电力系统内部过电压分为操作过电压和暂时过电压；暂时过电压包括工频过电压和谐振过电压； 暂时过电压虽具有稳态性质，但只是短时存在或不允许其持久存在。相对于正常运行时间，它是“暂时”的； 电力系统中的架空长线路电容效应、不对称接地和突然甩负荷均能引起工频过电压; 由于操作或故障使系统中的电感元件与电容元件参数匹配时，会产生谐振过电压;3;4;一、空载长线路的电容效应及并联补偿 由于空载线路的工频容抗XC大于工频感抗XL，在电源电势E的作用下，通过线路的电容电流在感抗上的压降UL，将使容抗上的电压UC高于电源电势E，UC=E+UL，即空载线路上的电压高于电源电压，这就是空载线路的电容效应引起的工频过电压。;电压传递系数;空载线路连接于有限大电源;为了限制长线路的工频电压升高，在超、特高压系统中，通常采用并联电抗器补偿线路电容电流，削弱线路的电容效应;二、有负载架空长线路的电容效应及并联补偿;线路两端电压模值相等时，沿线电压分布与传输功率的关系：; 补偿度：;采用固定电抗值的并联电抗器，在线路处于空载或轻载状态时，电抗器可限制工频电压升高，但在线路输送大功率时，它将变为无功功率负荷，阻碍功率传输。 若采用电抗值可随线路传输功率变化而改变的可控并联电抗器，当线路传输功率P=Pn时，Tb=0，相当于退出并联电抗器。而在P=0时，Tb=1，并联电抗器工作于全补偿状态以限制工频电压升高。从而达到既可限制工频电压升高又不影响线路输送功率的目的。 对用于线路并联补偿的可控电抗器，除了其电抗值可控之外，还要求具有快速的响应速度，以应对输送功率大幅度突然变化（如切断故障或甩负荷)的需要。;在确定线路长度和线路首末端电压比预定的允许值后，可控电抗器的 Tb 值随功率 P 的变化而自动调节。;不对称接地短路是输电线路最常见的故障形式，发生故障期间，由于相间的电磁耦合，使健全相工频电压有所升高?? 不对称接地中，单相接地时的概率最大，接地时非故障相电压升高较严重； 单相接地时的工频电压升高值是确定避雷器额定电压的依据。;单相接地系数是单相接地时故障点非故障相对地电压与故障前故障相对地电压之比;;电力系统运行时，因某种故障使系统电源突然失去负荷，线路末端断路器突然开断，发电机—变压器只带空载线路，此时，将出现工频过电压。;18;谐振的定义： 振荡回路中某一自由振荡频率等于外加强迫频率的一种稳态(或准稳态)现象 谐振过电压的产生： 电力系统中的电气设备总具有电感、电容及电阻的属性； 正常运行时，这些元件的参数不会形成串联谐振； 当发生故障或操作时，系统中某些回路被割裂、重新组合，构成各种振荡回路，在一定的能源作用下，产生串联谐振，导致严重的谐振过电压。 电力系统中的阻性有功负荷是阻尼振荡、限制谐振的有利因素，通常只有在空载或轻载时才发生谐振； 对零序回路因参数配合而形成的谐振，系统正序有功负荷是不起阻尼作用的。;谐振过电压的持续时间： 比操作过电压长得多甚至是稳定存在，直到破坏谐振条件为止； 但某些情况下，谐振发生一段时间后会自动消失，不能自保持； 谐振过电压的危害： 谐振过电压的危害性既决定于其幅值大小，也决定于持续时间长短； 危及电气设备的绝缘； 谐振持续过电流烧毁小容量的电感元件设备； 谐振过电压的持续性质还给选择过电压保护措施造成困难。;谐振的分类： 谐振回路中包含电感L, 电容C和电阻R，通常认为系统中的C和R（避雷器除外）是线性元件，而电感L则有三种不同的特性。 根据谐振回路中所含电感的性质不同，相应地具有三种不同特点的谐振现象： 线性谐振——线性电感 非线性谐振——非线性电感 参数谐振——周期性变化电感 由线性电感L、电容C和电阻R组成串联回路的回路自振频率与电源频率相等或接近时，则可能产生线性谐振。;对复杂线性电路，其谐振条件是：从电源侧向外看的工频入口阻抗的虚部为零，即此时只有阻抗的实数部分，电源电压与相应的电流处于同相。 单频线性电路的谐振条件：;单频线性电路不同参数下的谐振曲线;超、特高压输电线路通常接有并联电抗器，当操作线路出现不对称切合时，合闸相对开断相的相间电容，与开断相对地电容和并联电抗器，会组成串联谐振回路，可能产生线性谐振过电压。;两相开断时产生谐振的条件：;阻止谐振产生的条件;;当A相接地，两端电源断路器断开A相，使之成为孤立导线，但非故障相(B、C相)仍接于电源，基本维持原有的相电压和负荷电流； 非故障相通过相间电容C12(静电感应)和相间互感M(电磁感应)，在断开相的接地通道上产生传递电流，称为潜供电流Ig ; 当Ig在工频过零时灭孤后，开断相就有传递电压