高电压技术内部过电压概论.ppt

五、内部过电压案例 -----切空线操作过电压 原因是分闸过程中触头间电弧重燃现象所引起的 过电压产生原理 L1：电源等值漏感 L2： 线路电感 C1： 母线侧对地电容 C2： 线路电容 e(t)：电源电势 开断空载线路等值电路 内部过电压概论 一、内部过电压的分类 内部过电压的定义 电力系统中由于断路器操作、故障发生及消失或其他原因，使系统参数发生变化，引起电网内部电磁能量转化或传递所造成的电压升高 通过电容的静电耦合和互感的电磁耦合，在相邻送电线路之间或变压器绕组之间 导线的折断 非线性电感（磁饱和现象）满足谐振的条件 内部过电压的特点 过电压的能量来源于系统本身，其幅值与系统标称电压成正比，用Kn表征过电压的高低 影响因数有系统结构、中性点运行方式、元件的性能参数、故障性质及操作过程等 系统参数变化的原因是多种多样的，因此内部过电压的幅值、振荡频率、持续时间不相同 内部过电压的分类 操作过电压 因操作或故障引起的暂态电压升高 暂时过电压 暂态电压后出现的持续时间较长的工频电压升高或谐振现象，过电压具有稳态性质 工频过电压 在正常或故障时出现幅值超过最大工作相电压、频率为工频或接近工频的电压升高，或称工频电压升高 谐振过电压 由于操作或故障使系统电感元件与电容元件参数匹配时，发生谐振，产生过电压 内部过电压 二、工频过电压概述 工频过电压的定义 在正常或故障时出现幅值超过最大工作相电压、频率为工频或接近工频的电压升高，或称工频电压升高 工频过电压的分类 按产生的原因分类有 空载长线路的电容效应 不对称接地故障 负荷突变 工频过电压的分类 空载长线路的电容效应 当首端的输入阻抗为容性，计及电源内阻抗的影响(感性)时，不仅使线路末端电压高于首端，而且使线路首、末端电压高于电源电动势 以单相接地故障最为常见，且引起的工频电压升高也最严重 不对称接地故障 负荷突变 断路器跳闸前输送负荷的大小、 空载长线路的电容效应、 发电机励磁系统及电压调整器的特性、原动机调速器及制动设备的惰性 讨论工频过电压的意义1 母线侧 1.3p.u. 线路侧 1.4p.u. 直接影响操作过电压的幅值（前合闸案例） 持续时间长的工频电压升高仍可能危及设备的安全运行（油纸绝缘局放、绝缘子污闪、电晕等） 在超高压系统中，为降低电气设备绝缘水平，不但要对工频电压升高的数值予以限制，对持续时间也给予规定 500kV空载变压器1.3p.u.允许持续1min 500kV并联电抗器1.4p.u.允许持续1min 讨论工频过电压的意义2 决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依据 1 3、6、l0kV系统 工频电压升高可达系统最高运行线电压的1.1倍，避雷器的额定电压（灭弧电压）规定为系统最高运行线电压的1.1倍，称为110％避雷器 例如10kV系统的最高运行线电压按1.15Ue考虑，避雷器的额定电压（灭弧电压）为12.7kV 决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依据 2 35~60kV系统，工频电压升高可达系统的最高运行线电压，避雷器的额定电压（灭弧电压）规定为系统最高运行电压的100％，称为100％避雷器 例如35kV阀型避雷器的额定电压（灭弧电压）为41kV 110、220kV系统，工频电压升高可达系统最高电压的0.8倍，避雷器的额定电压（灭弧电压）则按系统最高电压的80％确定，称为80％避雷器 例如：FZ-110J的灭弧电压为100kV 决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依据 3 330kV及以上系统，输送距离较长，计及长线路的电容效应时，线路末端工频电压升高可能超过系统最高电压的80％，则根据安装位置的不同分为：电站型避雷器（即80％避雷器）及线路型避雷器（即90％避雷器）两种 工频过电压的限制措施 装设并联电抗器：电抗器的感性无功功率部分地补偿了线路的容性无功功率 可同时降低线路首端及末端的工频电压升高 选择合适的电抗器容量和位置来控制工频电压升高在允许范围内 500kV、336km空载线路合闸过电压倍数 K 随时间的变化曲线 合闸后0.1秒内的电压升高：是高幅值、强阻尼、高频率的操作过电压 0.1秒至1秒内的电压升高：是由于发电机的调压装置的惰性和线路的电容效应，称为暂时工频电压升高 大于1秒后，发电机自动电压调整器发生作用，电压下降，2、3秒后，系统进入稳定状态，这时主要是长线路电容效应引起的稳态工频电压升高 三、谐振过电压概述 谐振过电压特点及分类 电感元件：电力变压器、互感器、发电机、消弧线圈、电抗器、线路导线电感等 电容元件：线路导线对地和相间电容、补偿用的并联和串联电容器组、高压设备的杂散电容 当系统