高电压技术讲义第八章内部过电压.ppt

第八章 内 部 过 电 压 内容提要： 1、电力系统工频过电压 2、切空载线路过电压 3、合空载线路过电压 4、切空载变压器过电压 5、中性点不接地系统弧光接地过电压 6、其他形式过电压简介 前 言 电力系统中，由于断路器操作、故障或其他原因，系统参数会发生变化，从而引起电网内部电磁能量的转移或传递，这种形成的电压升高叫做内部过电压。 工频电压升高：在电力系统正常工作或故障时出现的一种幅值超过最大工作相电压、频率为工频或接近工频的过电压。引起工频电压升高的主要因素有：空载长线末断电压升高、不对称短路和发电机突然甩负荷等。 随着输电系统额定电压的升高，操作过电压对电力系统的影响随之加大。220kV及以下系统的绝缘水平由雷电过电压决定，可能出现（3～4）Umpm的操作过电压对电力设备并不构成威胁，但在超高压系统中，如果过电压倍数相同的话，绝缘费用将迅速增加。 §8.1 空载长线的电容效应 与操作过电压相比，工频电压升高倍数K并不大，它本身对系统中正常绝缘的电气设备一般没有危险的，但由于下列原因，使它成为超高压输电中确定系统绝缘水平的重要因素。 一、空载长线末断电压升高 2、考虑电源容量的影响 例题 二、如何限制空载长线末端电压升高 §8.2 切空载长线电压升高 一、分析 2、母线出线次数的影响：当母线上有多回路出线时，只拉开一路，过电压也比较小。是由于电弧重燃时残余电荷迅速重新分配，改变了电压的起始值，因而降低了过电压。 ③当线路侧装有电磁式电压互感器时，它的等值电感、电阻与线路电容构成一个阻尼振荡电路，并由于电压升高引起磁路饱和后阻抗降低，将使线路上的残余电荷有了泄放的附加路径，因而降低过电压。我国220kV线路侧加装电磁式电压互感器时可使过电压降低30%。 限制措施： 选用灭弧能力强的快速断路器。如压缩空气断路器、压油活塞的少油断路器以及SF6断路器。 §8.2 合空载长线电压升高 一、分析合空载长线分计划性合闸和自动重合闸两种。 二、影响因素：主要因素有电源电压的合闸相角、线路上的残余电压值和回路损耗等。 三、限制措施 通过专门装置，控制断路器的动作时间，在各相合闸时，将电源电压的相角控制在一定范围内。或控制断路器在两端电位同极性时合闸，甚至要求触头间电位差接近于零时完成合闸操作，使合闸暂态过程降低到最微弱的程度。国外已研制成功检测断口在同电位瞬间合闸的断路器。 综合考虑合闸的两个阶段对电阻值的不同要求，目前国内设计多取400-1000欧，与分闸中值电阻比，合闸电阻属于低值范围。 §8.3 切空载变压器电压升高 二、影响过电压的因素： 过电压的大小受到断路器的性能、变压器的参数和结构形式以及与变压器的连接线路的影响。 1、? 断路器的性能：断路器的截流能力越强，过电压倍数越高，因而截流的最大值成了断路器的一个重要指标。 2、? 变压器的激磁电感越大，对地电容越小，过电压倍数越高。因为当电感中磁场能量不变时，电容越小，过电压也越高。 三、限制措施： 1、从断路器入手，在断路器的主触头并联电阻能有效地降低过电压。该电阻选择必须具有足够的阻尼作用和限制激磁电流的作用，其大小应接近于被切电感的工频激磁阻抗（数万欧姆），显然比前面讲过的并联电阻要大，是高值电阻。 2、从变压器入手，减小变压器的特性阻抗。减小特性阻抗从两方面着手，从绕组角度，改用纠结式绕组以及增加静电屏蔽等措施使对地电容有所增加；从铁芯角度用优质导磁材料，使空载激磁电流减小或电感减小。 3、采用避雷器保护 （1）避雷器装设在断路器与变压器之间； （2）当变压器高低压电网中性点接地方式一致时，可以只在低压侧装阀型避雷器； （3）当变压器高压电网中性点直接接地而低压电网中性点不接地时，可以只在低压侧装避雷器，但应该装磁吹避雷器或氧化锌避雷器。 运行经验表明：电力系统中故障至少有65%是单相接地故障。在中性点不接地系统中发生单相接地时，健全相电压升高为线电压，由于电源线电压的对称关系不改变，所以不必立即切除线路中断供电，允许运行一段时间，以便查明原因。 电弧的特点取决于单相接地电流的大小。当接地电流较小时，由于电动力和热空气的作用，接地电弧被拉长，一般能在几秒到几十秒内自行熄灭；当6-10kV电网的对地电容电流超过30A，35-60kV电网的对地电容电流超过10A时电弧难以自动熄灭，形成间歇性电弧；电流增大到几百安时会形成稳定的电弧。 在电网较小，线路不太长、中性点不接地系统中发生单相接地时，流过故障点电容电流是很小的，在故障消失后，电弧一般可以自行熄灭。随着电网的发展 电压等级的提高，单相接地的电容电流随之增加，但这种电容电流又不会大到形成稳定电弧的程度，因此在故障点