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第8讲 电力系统绝缘配合 何金良 ? 清华大学电机系高压研究所 ? hejl@tsinghua.edu.cn 绝缘配合及其原则 电力系统中的绝缘 发、变电站的电气设备的绝缘、线路的绝缘 运行中可能承受的电压类型 正常运行条件下的工频电压、暂时过电压(包括工频电 压升高)、操作过电压、雷电过电压 过电压的参数影响绝缘的耐受能力，它们在确定绝缘水平中起着决定性的作用 短时(一分钟)工频试验 长时间工频试验 操作冲击试验 雷电冲击试验 绝缘配合原则 综合考虑系统中可能出现的各种作用电压、保护装置特性及设备的绝缘特性确定设备的绝缘水平，从而使设备绝缘故障率或停电事故率降低到在经济上和运行上可以接受的水平 对不同电压等级系统，配合原则是不同的 对于220kV及以下的系统，一般以大气过电压决定设备的绝缘水平 主要保护装置是避雷器，以避雷器的保护水平为基础确定设备的绝缘水平，并保证输电线路具有一定的耐雷水平。对于设备，在正常情况下应能耐受内过电压的作用，因此一般不专门采用针对内过电压的限制措施 在超高压电力系统的绝缘配合中，操作过电压逐渐起控制作用 采用专门限制内过电压的措施（并联电抗器、带有并联电阻的断路器及MOA避雷器等） 前苏联：采用避雷器 ，设备绝缘水平是以操作过 电压下避雷器的保护特性为基础确定的 美国等：改进断路器的性能，绝缘水平是以雷电过 电压下避雷器的保护特性为基础确定的 我国采取后一作法 绝缘配合的方法 惯用法 统计法 简化统计法 绝缘配合的惯用法 惯用法的基本概念 按作用在绝缘上的“最大过电压”和“最小绝缘强度”的概念进行配合 设备的绝缘水平与避雷器的保护水平进行配合 避雷器的保护水平包括雷电冲击保护水平和操作冲击保护水平 避雷器的雷电冲击保护水平由以下三个数据表征 避雷器的操作冲击保护水平 对于磁吹阀型避雷器由以下两个数据表征 在绝缘配合时，必须考虑以下因素的作用 变电站电气设备绝缘水平的确定 变压器的全波基本冲击绝缘水平(BIL)与避雷器雷电冲击保护水平(Up)之间取一定的配合系数，系数根据各国的运行经验及传统的取值略有不同，一般在1.2?1.4之间。国际电工委员会(1EC)规定此系数大于等于1.2，即 在220kV及以下的系统中，避雷器只用作雷电过电压的防护措施 ，按上述原则根据避雷器的雷电冲击保护水平可以确定变压器的全波基本冲击绝缘水平(BIL) ，而操作冲击绝缘水平(BSL)是用额定短时工频耐受电压，即工频绝缘水平代替 对于不用避雷器保护或非有效保护的设备，如断路器、仪用互感器等，应选用较高的雷电冲击耐受电压及与之对应的操作冲击耐受电压 绝缘配合的统计法 已知过电压幅值及绝缘闪络电压的统计特性，用计算方法求出绝缘闪络的概率和线路的跳闸率，在技术经济比较的基础上，正确地确定绝缘水平 不仅定量地给出设计的安全程度，并能按照使每年设备折旧费、运行费及事故损失费最小的原则进行优化设计 绝缘配合的统计法 设：f(u)为过电压概率密度函数 P(u)为绝缘放电概率分布函数 f(u0)du：过电压在附近范围内出 现的概率 P(u0)：在过电压u0作用下绝缘 放电的概率 P(u0)f(u0)du：出现这样高的过电压 并使绝缘放电的概率 故障率R ： 简化统计法 假定过电压及绝缘放电概率的统计规律均服从正态分布，而且已知它们的标准偏差?O、?i 输电线路绝缘水平的确定 绝缘子片数的确定 在工作电压下不发生污闪 雨天在操作过电压下不发生闪络 具有一定的雷电耐受水平，保证线路具有一定的耐雷水平 输电线路空气间隙的确定 S1：工频过电压+最大风速 330-500kV: 1.7 220kV及以下：1.6(中性点接地)，2.5 (中性点非直接接地) S2：操作过电压+50%最大风速 S3：雷电过电压+10m/s风速 谢谢！ 何金良 ? 清华大学电机系高压研究所 ? hejl@tsinghua.edu.cn 电气设备的绝缘水平 用设备绝缘可以承受（不发生闪络