电力系统过电压-第5章-暂时过电压.ppt

Chapter 5. 暂时过电压;Ch.5 暂时过电压 ;§1. 工频电压升高;§1. 工频电压升高;§1. 工频电压升高;超高压系统中工频电压升高的重要性 对过电压保护及绝缘配合影响较大的是暂态工频电压升高，当然稳态工频电压升高对系统的电气设备也有一定的影响。 220kV 电压等级以下 一般而言，工频电压升高对 220kV 电压等级以下、线路不太长的系统的正常绝缘的电气设备是没有危险的。 超高压系统 工频电压升高对超高压、远距离传输系统绝缘水平的确定却起着决定性的作用。 避雷器：最大允许工作电压就是按照电网中工频电压升高来确定的。工频电压升高的幅度越大，要求避雷器的灭弧电压越高。;§1. 工频电压升高;集中参数LC串联回路的电容效应;一条空载长线可以看作由无数个串联的L，C回路构成，在工频电压作用下，线路的总容抗一般远大于导线的感抗，因此线路各点的电压均高于线路首端电压，而且愈往线路末端电压愈高。 ;输电线路为无损长线;若线路末端开路，即：;§1. 工频电压升高;§1. 工频电压升高;电压传递系数 考虑电压阻抗 ;★工频电压升高的情况可能与线路长度，电源阻抗(电源容量)等情况有关，因为电源容量越小，其阻抗越大，故计算工频电压升高时，必须计及系统可能出现最小运行方式。;当线路上出现单相或两相接地故障时，健全相上工频电压升高不仅由长线的电容效应所致，还有短路电流的零序分量，也会使健全相电压升高。 ;§1. 工频电压升高;工频电压升高的原因 ②不对称短路引起的工频电压升高;工频电压升高的原因 ②不对称短路引起的工频电压升高 单相接地时，健全相电压升高K(1) 与 X0 / X1 值有关。 在不计损耗的前提下，一相接地，两健全相电压升高是相等的；若计及损耗，两健全相电压升高不相等。 ;?中性点接地3-10 kV系统： X0主要由线路容抗决定，故应为负值(X0/X1=(-20)-(-??))。 ;?中性点经消弧线圈接地的35-60 kV系统： 在过补偿状态运行时，X0为很大的正值，如取X0/X1=??。 ;?中性点直接接地的110-220 kV系统： X0为不大的正值。一般X0/X1≤3，因此，健全相上电压升高不大于80%的线电压，故采用 80% 的避雷器。;工频电压升高的原因 ??突然甩负荷引起的工频电压升高 输电线路传送重负荷时，由于某种原因，断路器跳闸，电源突然甩负荷后，将在原动机与发电机内引起一系列机电暂态过程，它是造成线路工频电压升高的又一原因。 当线路输送大功率（有功和感性无功）时，发电机的电势高于母线电压，甩负荷后，发电机激磁绕组中的磁通来不及变化，与其相应，电源电势E‘d 维持原来的数值。 线路末端断路器跳闸之后，空线仍由电源充电，电容效应造成工频电压升高。 从机械过程来看，发电机突然甩掉一部分有功负荷，而原动机的调速器有一定惯性，在短时间内输入给原动机的功率来不及减少，主轴上有多余功率，这将使发电机转速增加。转速增加时，电源频率上升，不但发电机的电势随转速的增加而增加，而且加剧了线路的电容效应。 ;§1. 工频电压升高;无损线路末端接有并联电抗器 ;末端开路首端看进去的阻抗： ;利用并联电抗器补偿空载线路的电容效应 ;利用并联电抗器补偿空载线路的电容效应 补偿度 并联电抗器的容量QL对空载长线电容无功功率QC的比值QL/QC称为补偿度。 并联电抗器的设置不仅涉及工频电压升高的抑制，还涉及系统无功平衡、潜供电流补偿、自激过电压及非全相状态下的谐振等问题。其补偿度及安装位置的选择，必须综合考虑实际系统的结构、参数、可能出现的运行方式及故障形式等因素，然后确定合理的方案。 ;§1. 工频电压升高;利用静止补偿装置（SVC）限制工频过电压 并联电抗器在工频过电压时，将起到限制作用。但平时若一直接入系统，需消耗系统大量的无功功率，造成不必要的浪费。在过去的 10 年中，出现了一种新型的并联补偿装置，它采用了可控硅等先进的电子技术。 ;采用良导体地线降低输电线路的零序阻抗 故障点健全相电压的升高与由故障点看进去的零序阻抗X0 与正序阻抗X1 的比值有极大关系。X0，X1既包含集中参数的电机的暂态电抗、变压器的漏抗，又包含分布参数线路的阻抗。 一般情况下电源侧零序阻抗与正序阻抗之比是小于1的，而线路的零序阻抗与正序阻抗之比则是大于1的。若采用良导体地线，可降低X0 ，进而降低由故障点看进去的零序、正序电抗的比值，达到限制工频过电压的目的。 计算表明，电源容量愈大，良导体地线降低工频过电压愈明显。 ;Ch.5 暂时过电压 ;§2. 谐振过电压;§2. 谐振过电压;§2. 谐振过电压;§2. 谐振过电压;§2. 谐振过电压;参数谐振所需能量来源于改变参数的原动机。当电感参数变化时所引入的能量足以补偿回路中的损耗，谐振不