电力系统的绝缘配合资料.ppt

电力系统的绝缘配合 电力系统运行的可靠性主要由停电次数及停电时间来衡量。 绝缘的击穿是造成停电的主要原因之一。 电力系统运行的可靠性．在很大程度上决定于设备的绝缘水平及工作状况。 为了提高系统的运行可靠性、合理地确定设备绝缘水平，具有十分重大的意义。 电力系统中的绝缘包括发、变电站的电气设备的绝缘和线路的绝缘。 电力系统的绝缘在运行中将承受： 正常运行时的工作电压、短时过电压、操作过电压及大气过电压 8.1 绝缘配合的基本概念与方法 绝缘配合的原则 就是综合考虑电气设备在电力系统中可能承受的各种电压(工作电压及过电压)、保护装置的特性和设备绝缘对各种作用电压的耐受特性，合理地确定设备必要的绝缘水平，以使设备的造价、维修费用和设备绝缘故障引起的事故损失，达到在经济上和安全运行上总体效益最高的目的。 绝缘配合的最终目的就是确定电气设备的绝缘水平，所谓电气设备的绝缘水平是指该电气设备能承受的试验电压值。 对应于设备绝缘可能承受的各种作用电压，在进行绝缘试验时，有以下几种试验类型： ①短时(一分钟)工频试验； ②长时间工频试验： ③操作冲击试验； ④雷电冲击试验。 要做到符合绝缘配合总的原则，必须计及不同电压等级、系统结构等诸因素的影响，具体情况，灵活处理。 在不同电压等级的系统中，正常运行条件下的工频电压不会超过系统的最高工作电压，这是绝缘配合的基本参数。然而，其他几种作用电压在绝缘配合中的作用则因系统电压等级的不同而不同，因此在高压及越高压系统中绝缘配合的具体原则不同，绝缘试验类型的选择亦有差别。 首先，对不同电压等级系统，配合原则是不同的。 对220kV以下的电网，电气设备的绝缘水平主要由大气过电压决定。 对330kV及以上的超高压绝缘配合中，操作过电压将起主导作用。 处在污秽地区的电网的外绝缘水平应主要由系统最大运行电压决定。 在特高压电网中，电网的绝缘水平可能由工频过电压及长时间工作电压决定。 第二，在技术上要力求做到作用电压与绝缘强度的全伏秒特性配合。为此要求具有一定伏秒特性和伏安特性的避雷器能将过电压限制在设备绝缘耐受强度以下，这个要求是通过避雷器与设备绝缘强度的全伏秒特件配合来实现的。在绝缘配合中不考虑谐振过电压。 第三，为了兼顾设备造价、运行费用和停电损失等的综合经济效益．绝缘配合的原则需因不同的系统结构、不同的地区以及不同的发展阶段而有所不同。 第四，对于输电线路的绝缘水平，一般不需要考虑与变电所的绝缘配合。通常是以保证一定的耐雷水平为前提，基本上由工作电压和操作过电压决定。但是，在污秽地区或操作过电压被限制到较低数值的情况下，线路绝缘水平则主要由最大工作电压决定。 第五，应从运行可靠性的角度出发，选择合理的绝缘水平，以使各种作用电压下设备绝缘的等效安全系数都大致相同。 通常，除型式试验外，一般电气设备出厂试验只做1min工频耐压试验。 1)试验的方便；2) 在某种程度上雷电冲击对绝缘的作用可用工频电压来等价。 电气设备的工频试验电压是按如下程序来确定的： 工频耐压值，代表了绝缘对雷电、操作过电压的总的耐受水平。 对于超高压电气设备(330-500kV)，考虑到操作波对绝缘作用的特殊性，还需规定操作、雷电冲击试验电压。 8.2.2 绝缘配合的方法 1.惯用法 按作用在绝缘上的最大过电压和最小的绝缘强度的概念进行绝缘配合的。即首先确定设备上可能出现的最危险的过电压，然后根据运行经验乘上一个考虑各种因素的影响和一定裕度的系数，从而决定绝缘应耐受的电压水平。 2.统计法 统计法是根据过电压幅值和绝缘的耐受强度都是随机变量的实际情况，在已知过电压幅值和绝缘放电电压的概率分布后，用计算的方法求出绝缘放电的概率和线路故障率，在技术经济比较的基础上，正确地确定绝缘水平。这种方法不仅定量地给出设计的安全裕度，并能按照使用设备费、每年的运行费以及每年的事故损失费的总和为最小的原则，确定一个输电系统绝缘配合的最佳方案。 过电压概率密度函数； 绝缘放电概率分布函数； 设： 二者互不相关(独立)的 f(U)dU：过电压在U0附近dU范围内出现的概率； P(U0) ：过电压U0作用下绝缘放电的概率； 由概率积分的计算公式得到出现这样高的过电压并使绝缘放电的概率是： 图 绝缘故障率的估算 dR称为微分故障率。 通常只按过电压的绝对值进行统计(正、负极性约各占一半)，且高于最大运行相电压幅值U≥Upn时才作为过电压， 所以将上式在Upn到∞(或到某一值为止)积分可得故障率R，即 一般，绝缘在负极性操作冲击下的耐压强度较高，若忽略负极性下的故障率，则绝缘在操作过电压下故障率的估计值为 绝缘强度↑ ，P(U)→，R↓