超、特高压工频过电压研究综述
过电压研究现状
特高压系统过电压文献[1]应用PSCAD/EMTDC仿真软件依搭建了云南-广东±800kV特高压直流输电工程的仿真模型,分别对雷击、直流单极接地故障、换流器故障等原因造成的过电压进行了计算,并对交流侧甩负荷及接地故障引起的过电压进行了研究。
文献[2]基于向家坝-上海直流工程,分析了由直流单极接地故障引起过电压的跃升过程,并分析了相应的过电压产生机理,并对直流滤波器的参数整定进行了建议。
文献[3]基于向家坝-上海±800kV直流输电工程,分析了多种直流控保动作对直流内过电压的影响。
基于对直流系统保护配置设定与参数整定的角度出发,对特高压直流系统暂态过电压现象与影响因素进行了较为详细的分析研究。
但未考虑这些因素对于交流系统的运行影响,讨论了特高压直流输电系统操作过电压研究方法。
文献[4]基于淮东-华东±1100kV直流工程,对过电压的沿线分布特性进行了计算,对过电压的产生机理进行了较为深入的分析,并提出了通过安装线路避雷器抑制过电压水平。
文献[5]基于实际直流工程,对换流站操作过电压进行了仿真计算,研究了影响操作过电压水平的多种因素。
文献[6]基于高压直流输电工程,采用四种不同的输电线路配置方案,研究了同塔双回路过电压的水平,并分析了该过电压的分布特征以及影响因素。
文献[7]基于完整的特高压换流站模型,通过仿真计算了直流全启动造成的过电压,并提出了针对该种工况下过电压的抑制策略。
文献[8]对直流孤岛运行方式,直流发生双极闭锁的情况下,换流站产生的过电压进行仿真计算,并研究了应用不同滤波器切除策略的情况下,暂态恢复电压对直流孤岛运行的影响。
文献[8]基于±1100kV直流输电工程,分析计算了在直流单极接地故障情况下,在直流滤波器上产生的过电压,并推出了设备的绝缘水平。
文献[9]基于±400kV直流工程,研究了当换流器采用并联结构时,在直流故障后,系统的过电压水平以及避雷器的能量变化,并提出了相应的避雷器配置方案。
超高压电网内部过电压分析1
R0 j L0 ZC G0 jC0
—线路波阻抗
Zc
L0 C0
行波的波长: (行波的相位相差为2π 的两点间距离)
'
2
2 1 L0C0 f L0C0
P 13
波速:
f
'
架空线路:
1 L0C0
km/s
3 105
0.060 / km
, 若 R
U
XP 2 RQ2 U2
高电压线路: R<X
0 :
U m
XQ2 U2
U
XP 2 U2
当忽略线路电阻分量时,满足Δ Uδ <<U1时: Δ Um表示U1与U2的数值差,它取决于负荷的无功功率Q2 ; Δ Uδ 表示U1超前U2的角度大小,它取决于负荷的有功功率P2。
P 15
无损耗线路 R0=0 、G0=0,则
j L0 C 0 j
ZC
L0 C0
chrx cosx
无损耗输电线路的稳态方程解为:
shrx j sinx
U cosx jZ I U X 2 C 2 sin x
U I cosx j 2 sin x I X 2 ZC
谐振过电压—— 应采取措施消除谐振
接在超高压电网母线上 并联电抗器 接在变压器的低压侧 潜供电流 (由超高压电网故障切除的操作方式引起的) 、恢复电压
P5
2、超高压电网的暂态电压分析:
合空载线路过电压 合空载变压器过电压
操作过电压 解列过电压 快速暂态过电压
内部过电压分析方法:
1)解析计算 计算复杂、困难
I cos j sin x I e j x I X 2 2
特高压输电系统过电压研究
end!
thank you!
4 、结论
(1)单回线路单相接地甩负荷过电压幅值一般高于无故障甩负荷过电 压,应重点考虑单相接地甩负荷过电压。 (2)在相同运行方式下,同塔双回线路单相接地1 回甩负荷过电压幅值 高于1 回无故障甩负荷。 (3)对于同塔双回线路的1 回接地甩负荷过电压和1 回无故障甩负荷过 电压,单回运行方式下的过电压幅值均高于双回运行方式。 (4)3 种无故障甩负荷过电压中,幅值从高到低的顺序依次为:2 回无 故障甩负荷过电压→单回运行方式下无故障甩负荷过电压→2 回运 行方式下1回无故障甩负荷过电压。 (5)同塔双回线路应重点考虑2 回无故障甩负荷过电压和单回运行方式 下单相接地甩负荷过电压。 (6)点对点特高压线路宜同时考虑这2 类过电压,成网之后的特高压线 路可仅考虑单回运行方式下单相接地甩负荷过电压。
3、雷击过电压
• • • • 雷云放电时,在导线戒电气设备上形成的过电压。 杆塔高度高,导线上工作电压幅值很大,比较容易产生从导线向上先导,从 而引起避雷线屏蔽性能变差 雷击跳闸的主要原因是避雷线屏蔽失效,雷电绕击导线造成的。 采用良好的避雷线屏蔽设计,是提高特高压输电线路耐雷性能的主要措施。
四、特高压输电系统工频过电压的计算及仿 真
一般情况下,甩掉容量越大,产生的过电压越严重:
双回运行时的总容量 >单回运行方式下的传输容量 > 双回运行方式下1 回传输容量 三种过电压关系如图:
•
以长度为400 km 的双回线路为例计算3 种无故障甩负荷过电压幅值。 结果如图11 所示:
•
注: 由于无故障甩负荷不零/正序阻抗比无关,但受正序阻抗影响, 计算中仅考虑电源正序阻抗变化的影响,
特高压输电系统过电压研究
----工频过电压的仿真一、概述 二、特高压输电系统的分类 三、特高压输电系统过电压的分类 四、特高压输电系统工频过电压的计算及仿真
特高压直流输电技术过电压和绝缘配合研究综述教学内容
特高压直流输电技术过电压和绝缘配合研究综述特高压直流输电技术过电压和绝缘配合研究综述摘要:特高压直流输电具有大容量、远距离和低损耗等优点,特高压直流输电作为一个全新的输电电压等级,非常适合特大型能源基地向远方负荷中心输送电能。
直流换流站的绝缘配合研究是直流输电工程实施中的关鍵技术之一,缘水平的高低直接关系到整个直流工程造价。
本文从特高压换流站的避雷器布置方案的设计,确定换流站设备的过电压水平、绝缘裕度、关键设备的绝缘水平等方面概括总结了国内外工作者在特高压直流输电的过电压和绝缘配合方面所做的工作,并提出在以后的相关研究中可以进一步考虑的问题。
关键词:特高压直流换流站避雷器绝缘配合过电压0引言我国能源资源和经济发展具有分布不均的地域性特点,能源资源主要集中在西部地区,而负荷主要集中在中东部地区[1,2]。
为了保证中东部地区的电力供应,必须采取相关技术措旅将能源送往负荷中心。
特高压直流输电具有超大容量、超远距离、低损耗的特点,且具有灵活的调节性能,因此非常适合大型能源基地向远方负荷中心送电。
我国已成为世界上直流输电容量最大、电压等级最高、发展最快的国家[3]。
为了满足未来更大容量、更远距离的输电需求,有必要进一步研究更高电压等级的直流输电技术,±1100kV特高压直流输电是我国目前正在研究的一个全新输电电压等级。
特高压直流输电由于具有大容量、远距离和低损耗等优点,将在我国“西电东送”战略中发挥重要作用。
±1100kV特高压直流输电作为一个全新的输电电压等级,电压等级更高、输送容量更大、输电距离更远,非常适合特大型能源基地向远方负荷中心输送电能。
1特高压直流输电背景自20世纪70年代初期开始,美国、苏联、巴西等国家就开启了对特高压直流输电相关工作的研究,其中CIGRE、IEEE、美国EPRI、瑞典ABB等科研机构和制造厂商在特高压直流输电关键技术研究、系统分析、环境影响、绝缘特性和工程可行性等方面开展了大量研究,并取得了丰硕的成果。
特高压交流系统过电压问题分析
特 高压 交流 系统 的过 电压操 作 ,关系 到 交流系统 的绝缘 性能,过 电压操作 的要 求比较 高, 目的是 决定 交流系统 的电压水平 。特 高压 交流系统合 闸时的过电压 ,不仅要做好 配置优 化的工作 ,更重要 的是解决过 电压 中的问题,
防 止 出现 损 坏 、 故 障 的 问题 ,强 调 交 流 系 统 过
P o we r E l e c t r o n i c s・ 电力电子
特 高压 交流 系统过电压 问题 分析
文/ 陈 晓 贵
定 的 状 态 ,不 会 出现 过 大 的 浮 动 。 单 相 重 合 闸
流系统的安全运行。除此 以外 , 过 电压 的限制 , 还能降低特高压交流系统的故障率 ,起到全方
前 者 过 电压 在 线 路 正 常 和 接 地 故 障 中 ,都 有 可 能 发 生 甩 负荷 过 电压 , 例 如 : 特 高 压 交 流 系 统
作上的建议
3 . 1避 免 谐 振
特 高压 交流 系统 中,一 旦发 生谐 振 ,即
会 影 响 过 电压 的 限制 操 作 ,很 容 易 引 发 安全 风 险 。因 此 ,特 高 压 交 流 系 统 在 限制 过 电压 时 , 必 须 提 前 做 好 避 免 谐 振 的工 作 , 提 出两 点 建议 , 如: ( 1 ) 以 工 频 过 电 压 为 谐 振控 制 的基 础 依据 ,
自主 保 护 交 流 系 统 ,抑 制 过 电压 的 发 生 。
2特高压交流系统过 电压 的限制
针 对 特 高 压 交 流 系 统 过 电 压 的 问题 分 析 , 提 出限 制 过 电压 的方 法 , 明 确 过 电压 的限 制 操 作。
3 . 2推行合闸电阻
1000kV特高压交流输电线路的过电压研究与分析
1000kV特高压交流输电线路的过电压研究与分析摘要:随着电力负荷的日益增长,建设特高压线路可以实现跨地区、长距离的电能输送和交易,更好地调节电能供需平衡。
特高压线路由于输电距离长、传送容量大、充电功率大,其过电压比常规线路过电压更严重。
本文介绍了特高压线路过电压的种类、分析计算条件、仿真研究、合格标准和实际案例。
研究表明单回线路应重点考虑线路空载合闸时的操作过电压、线路两端发生无故障掉闸后的空载长线电压升高和线路末端单相短路甩负荷的工频过电压。
关键词:1000kV交流输电、操作过电压、工频过电压、潜供电流和恢复电压引言随着电力负荷的日益增长,传统电网无法应对用电量和输电容量成倍增加的需求,煤炭资源与负荷中心距离远,环保压力也越来越大,随着电力设备的不断发展,特高压交流输电可以更好的解决以上问题。
特高压交流输电线路是指电压等级为1000kV及以上的交流输电线路,1条特高压线路比500kV超高压线路传输功率大4倍。
与其它输电方式相比,特高压交流输电具有输电容量大、传输距离远、线路损耗低、占地面积少等突出优势。
但是特高压交流输电线路具有输电线路长,分布电容大,分布电阻和电感小等特点,如果其发生过电压也更为严重。
1、过电压的种类过电压总体上主要分为外部过电压和内部过电压两种。
外部过电压主要就是雷电过电压,分为四种类型,分别为:雷电侵入波过电压、雷电反击过电压、感应雷击过电压、直接雷击过电压。
通常采用避雷器、避雷针、避雷线等方法限制外部过电压。
内部过电压主要分为操作过电压、工频过电压和谐振过电压等。
由于过电压种类众多,一般工程研究时主要选择几种较为严重的过电压进行计算。
本文结合某1000kV外送工程案例,从反送电阶段和机组运行阶段进行分析计算,包括线路操作过电压、工频过电压、潜供电流和恢复电压、发电机自励磁过电压。
2、分析计算条件2.1试验系统模型和参数发电机组规模:2×660MW直接空冷凝汽式发电机组,型号为QFSN-660-2-22B,额定容量为733.33MVA,额定功率因数0.9(滞后),额定电压22kV。
高电压试验综述
长空气间隙放电研究综述摘要:长间隙放电研究是高压输变电工程的外绝缘设计和雷电屏蔽问题研究的基础。
为此,从长间隙放电特性试验,长间隙放电机理和长间隙放电过程仿真模型等3个方面,概述了国内外工作者在长间隙放电研究上取得的成果。
最后指出,在未来的相关研究中,应重视长间隙放电基础研究,深入开展长间隙放电观测技术和放电参数测量研究,获得流注空间电荷分布,流注-先导转换临界温度和先导通道电场与温度等关键特征参数,指导建立和完善长间隙放电仿真模型,以准确预测长间隙放电特性,最终实现输变电工程外绝缘精细化设计,同时为雷电屏蔽理论和模型的完善提供参考。
关键词:长间隙放电;放电特性试验;放电机理;流注0引言长空气间隙(以下简称长间隙)放电是高电压工程领域长期关注的基础问题之一。
长间隙放电研究包括放电特性试验、放电机理探索与建模仿真3方面内容,可为高压输变电工程的外绝缘设计提供依据,也是雷电屏蔽问题研究的重要基础。
随着我国电网的快速发展和电压等级的逐步提高,输变电工程在满足安全运行的前提下,需要具有良好的经济性,所以对输变电外绝缘设计的要求也越来越高。
特高压等级线路杆塔间隙长、电极结构大,过电压波前时间长,对放电特性具有较大影响,且为了获得安全、经济的绝缘间隙配置,需要选择合理的海拔修正方法。
而由于棒-棒、棒-板等典型间隙结构与输变电工程电极结构存在较大差异,所以单位长度的放电电压和不同电压波形下的变化特性也存在较大差异。
因此国外以典型电极为主的研究成果只能作为我国特高压外绝缘设计的参考,实际工程的绝缘设计还需要采用仿真或真型试品的试验数据。
近年来我国电力科研单位在输变电长空气间隙方面开展了大量的试验和理论分析工作,支持了多项特高压工程的设计。
我国从20世纪70年代起,为了满足超特、高压输电技术研究的需要,也开展了大量的长间隙放电特性研究,更侧重于输变电工程间隙放电特性的试验,在放电机理方面研究较少。
进入20世纪后国内学者也开始研究建立长间隙放电的观测系统,开展长间隙放电参数的测量和放电机理的研究,并取得了一定的进展。
特高压输电系统过电压研究及仿真
特高压输电系统过电压研究-- 工频过电压的仿真与幅值比较摘要:随着我国电力需求的快速增长,建设特高压电网已成为解决电网发展需求的必然选择。
而限制特高压输电系统的过电压水平是特高压输电工程建设的关键课题。
本文简述了国内外特高压交、直流的现状及发展状况,特高压输电过电压的分类,并结合PSCAD/EMT仿真软件,对工频过电压进行了研究讨论。
关键词:特高压电网直流交流比较过电压仿真计算一、概述特高压电网指1000千伏的交流或+800千伏的直流电网。
特高压电网形成和发展的基本条件是用电负荷的持续增长以及大容量、特大容量电厂的建设和发展,其突出特点是大容量、远距离输电.用电负荷的持续增长以及大容量、特大容量电厂的建设和发展呼唤特高压电网的发展建设。
那么,在世界范围内,虽然特高压输变电技术的储备是足够的,但取得的运行经验是初步的,还存在风险和困难,有些技术问题还需要进行深入的研究,同时累积运行经验。
我们小组通过相关仿真软件的计算和仿真,来着重研究特高压输电系统内的过电压问题。
特高压交流输电线路具有输送容量大、输电损耗低、节约线路走廊等优点,特高压电网的建设可很好地解决超高压线路输送能力不足、损耗大、经济发达地区线路走廊紧张以及超高压系统短路容超标等问题,在发电中心向负荷中心远距离大规模输电、超高压电网互联等情况下具有明显的经济、环境优势,是我国电网发展的方向。
大容量、远距离的特高压系统自身的无功功率很大,每100 km的1000 kV线路无功可达530 Mvar左右,这使得特高压系统在甩负荷时可能导致严重的工频过电压。
由于工频过电压种类众多,尤其是同塔双回线路更多,若计算所有种类过电压则工作量巨大。
目前过电压计算中一般选取幅值较高的几种过电压进行计算,但由于对各种过电压幅值相对大小的认识存在差异,已有文献在计算中选取的工频过电压种类存在差异,可能导致计算结果与实际工频过电压水平存在一定偏差。
二、特高压输电系统的分类特高压输电技术是指在500kV以及750kV交流和土500kV直流之上采用更高一级电压等级的输电技术,包括交流特高压输电技术和直流特高压输电技术两部分,由特高压骨干网架、超高压、高压输电网、配电网及高压直流输电系统共同构成的分层、分区,结构清晰的大电网。
特高压输电线路的工频过电压研究
关键词 :特 高压 ; 工频过 电压; 高压并 联 电抗器 ;金 属氧 化物避 雷器
Re e r h o we e ue y Ove - o t g n UH V a m iso ne s a c n Po rFr q nc rv la ei Tr ns si n Li
程 为 背景 ,结合 国 内外对特 高压 工频 过 电压 的研 究,利用 电磁 暂态计 算程序 A PE P分别 仿 T .MT
真计 算 了特 高压 空载 线路 电容 效应 弓起 的工 频过 电压 、单相 接地 故 障过 电压 。分析 了高压 并联 I 电抗器 装设 不 同位 置 时对 工 频过 电压 的影响 以及 在高压 并联 电抗 器 补偿 的基础 上 线路 两端 装设
研 究 与 开 发
特 高压 电线路 的工频 过 电压研 究 输
田 书 郭艽君 梁 京
44 0 5 0 3) ( 南理 S 大学 电气 S 程 与 自动化学 院,河 南 焦作 河 - -
摘要 特 高压 输 电线 路 中的过 电压水 平 直接 影响着 设备 的安全运 行 ,本 文 以特 高压 试验 工
U HV o r fe u n y o e - o tg .The c p ct fe to n o d d ln n i g e p a e g ou i g p we q e c v rv la e r a a iy e c fu l a e i e a d sn l— h s r nd n f u twa n e tgae t e m eh ds w hc n u n et v rvo tg r i u ae nd c m p r d b al si v si td, h t o , ih i f e c heo e - la e we e sm lt d a o l ae y ATP- - TP Th fe to w e e u n y o e - o t g sa a y e EM . e e c fpo rf q e c v rv la e i n l z d whe g o tg a a llr a t r r - n hi h v la e p r le e co i nsa ld d fe e ts t ndb s n i sald t eh g la ep r le e c o ,hee e to i g e p a e si t le i r n po a eo n t le h i hvo tg a all a t r t f c fsn l— h s a r g o n i g f u to rv la e wh nt i o h sd i OA . m u ai n r s lss o t a h o r r u d n a l ve - o tg e hel neb t i ew t M h Si lto e u t h w h tt e p we r q e y o e - ol ec n b u r s e o 1 1 p. wh npr p ry i sal g t ehih v t ep r le fe u nc v rv t g a e s pp e s d t . 5 U. e o e l n t l n h g ol g a a ll a 3 i a r a t ro h i e i g e p a e g o n n a l i . 7 U. e pe t l . h n M O A r pp id t e e co n t e ln ;sn l— h s r u dig f u t s 13 p. r s c i y W e 1 ve a e a le h l e t eo e — ot g a es p r s e o 10 5 . . i , h v rv la ec n b u p e s dt .4 p U . n
特高压输电线路的过电压分析与控制
特高压输电线路的过电压分析与控制一、引言特高压输电线路是一种用于远距离输电的主要电力传输途径。
然而,由于各种原因,特高压输电线路在运行过程中往往面临过电压问题。
本文将对特高压输电线路的过电压分析与控制进行探讨。
二、特高压输电线路的过电压产生原因1. 正常操作引起的过电压:例如电力系统启动、投切高压电源等正常操作都会引起暂态过电压。
2. 意外操作引起的过电压:例如电力系统的短路故障、设备故障等会引起瞬态过电压。
3. 外部因素引起的过电压:例如雷击、地电流等外部因素也会导致过电压产生。
三、特高压输电线路的过电压分类根据过电压产生的原因和性质,特高压输电线路的过电压可以分为瞬态过电压和暂态过电压两大类。
四、特高压输电线路的过电压的危害过电压对特高压输电线路和电力设备都会造成很大的危害。
它可能导致设备的过电压损坏,甚至引起设备的火灾事故。
过电压还会导致输电线路的绝缘击穿,从而造成线路的短路。
此外,过电压还会影响电网的稳定运行和供电质量。
五、特高压输电线路的过电压分析方法1. Electromagnetic Transient Program (EMTP):这是一种广泛应用于过电压分析的数值计算方法,可以模拟电力系统的暂态响应。
2. 变压器模型法:通过建立变压器模型,并利用模型所包含的内部参数进行过电压分析。
3. 统计分析法:通过收集和分析历史数据,可以预测和评估过电压的发生概率和影响程度。
六、特高压输电线路的过电压控制方法1. 增加绝缘水平:特高压输电线路应采用高绝缘材料,增加其绝缘水平,从而提高线路的绝缘能力,减小过电压发生的概率。
2. 安装避雷器:通过在特高压输电线路上安装避雷器,可以将过电压引到避雷器上,保护线路和设备的安全。
3. 优化线路设计:合理的线路设计可以减小电力系统的电感和电容,从而降低过电压的产生。
七、特高压输电线路过电压控制的挑战与展望特高压输电线路过电压控制是一个复杂的工程问题,面临着许多挑战。
特高压输电系统过电压限制分析
工 频 过 电 压 是 特 高 压 输 电 系 统 中 的 一 类 表 现 ,受 到额 定 电压 的影 响 , 形成 持 续 性 的 过
的传输方式 ,仿 真模 型中能够明显观察到合 闸 过程中 的振荡过 电压 该仿真模型中研究 了无 过 电压限制时 ,空载 线路合闸时的 电压幅值高 达1 . 8 5 ~ 1 . 9 0 p u ,危 害性 非 常强 ,经过 暂态 分 析后,选用三级合 闸电阻,能够将 电压幅值降 低到 1 . 6 p u以下 ,保障 了空载线路 的安全性 。 2 . 2特 高压输 电系统过 电压 限制 的方法
( 1 ) 母 线 侧 的 过 电压 限制 : 1 . 3 p u ; ( 2 ) 操 作 过 电压 : 1 . 6 p u 。
4结 束语
特 高压输 电系统的过 电压 限制 ,起到优质 的保护作用,配合各类过 电压的限制措施 ,确 保特高压输 电系统处于高效绝缘的运行状态 , 充分发挥过 电压限制的功能 。特高压输 电系统
[ 电压 限 制 明 显 不 同 ,更 加 注 重 绝 缘 性 能 与 首 先 是 避 雷 器 的 应 用 , 尤 其 是 金 属 氧 化
物避雷器 ,具有 高效限制过 电压的能力 ,属于 最为常用 的一类限制装置 。避雷器在过 电压 限 制 的优势 明显,实现 了无间隙 的保护 ,不会产 生过度 的电压 动态,限制输 电系统 的过 电压幅 值 ,同时扩大 了过电压 的保护范 围。我 国的特 高压输 电系统,区域范 围广 ,在使用避雷器 的 同时,设计了过 电压限制试验 ,利用试验 的途 径 ,保护特 高压输电系统。 然 后 是断 路器 装置 ,断路 器在 特 高压 输 电系统中,发挥 限制过 电压 的优 势,促使 电压 合 闸保持零点左右 的操作 ,能够在很 大程度 上 控 制电压幅值 ,防止 电压幅值 过高。断路 器在 过电压限制中 ,起到精准控制 的作 用,但 是利 用断路器实现精准控制 ,仅适 用在特 高压 输电 系统的特殊位置 ,距离 常规应用还有 一定的距 离,有 待研究。
特高压输电线路过电压及保护与控制系统的研究
超高压输电线路过电压及保护控制系统的研究1.本文概述随着现代电力系统的不断发展,特高压输电技术以其长距离、大容量、高效率的输电特性在全球范围内得到了广泛应用。
特高压输电线路在运行过程中,往往面临复杂的电磁环境和多变的运行环境,大大增加了线路过电压的可能性。
过电压现象不仅对输电线路本身造成损害,而且严重影响整个电力系统的稳定运行。
研究特高压输电线路过电压保护与控制系统,对提高电力系统的安全性和稳定性具有极其重要的理论价值和现实意义。
本文首先深入分析了特高压输电线路过电压产生的机理,探讨了雷电过电压、运行过电压、暂态过电压等多种形式过电压的特点和原因。
在此基础上,重点介绍了特高压线路过电压的保护技术,包括避雷器、绝缘配合、自动重合闸等各种保护措施的原理和应用。
同时,本文还深入研究了特高压输电线路的控制系统,包括线路参数的实时监测、故障的快速定位和隔离以及系统的智能调度和控制。
通过本研究,旨在全面了解特高压输电线路过电压的特点及其保护和控制系统的关键技术,为特高压输电技术的进一步发展和电力系统的安全稳定运行提供理论支持和实践指导。
2.特高压输电技术概述超高压输电技术是指交流电压达到1000千伏(直流电压达到800千伏)及以上的输电技术。
该技术在输电距离长、输电容量大的情况下具有明显的经济技术优势。
特高压输电技术的主要优势体现在以下几个方面:超高压输电可以显著降低线路损耗。
在相同的输电容量下,输电电压的增加导致电流的减少,从而降低线路的电阻和电抗损耗,提高输电效率。
超高压输电有助于减少输电线路占用的土地面积。
由于输电电流的减少,所需的输电线路数量和截面积相应减少,从而减少了输电线路对土地的占用,有利于环境保护和资源节约。
此外,超高压输电可以有效地提高电力系统的稳定性和可靠性。
通过提高输电电压,可以增加电力系统的短路容量,提高系统的抗干扰能力,确保电力系统的稳定运行。
超高压输电技术也面临一些挑战,如过电压问题、设备绝缘问题、电磁环境问题等。
特高压输电系统过电压限制分析
短路其与合 闸电阻 的综合 同样可 以达到过 电压限制的 目的 。
为 保 证 限制 效 果 , 因 此 首 先 明确 合 闸 次 序 , 同 时 将 两 次 合 闸 之 间
旦 发 生 了过 电压 , 其 影 响 也相 对 较 大 。
总 的来说 , 特 高压输 电系统过 电压主要分 为两种形 式, 一种 的时 间控制在 一定范 围 内, 以使 电压能够平稳 下降, 解 决过 电压
够 得 到控 制 , 电压基本趋 向于平稳 。 采 用 这 一 方 法 实 现 过 电压 限
1 特高压输电系统过 电压 问题
需要通过 断路器 以及 电容器 的作用来 实现供 电, 在上述 过程 中,
特 高压输 电系统的供 电原理与传统线路 的供 电原理相 同, 均 制 的优 势在于具有 较高 的精确度 , 但就 目前的情况看 , 这一方 法 的应用范 围相对较小 , 仅仅在 系统的特殊部 分有所应用 , 是否应
科技论 坛
2 o 1 8 。 2 3
特 高压输 电系统过 电压 限制分析
李 伟, 张钧介 ( 国网江苏省 电力公 司检修分公 司特 高压 交直流运检 中心 ,江苏南京 , 2 1 0 0 0 0 )
摘要 : 本文介绍 了特 高压输 电系统过 电压 问题, 并从特 高压输 电系统过 电压 以及工频 过 电压两个 问题 出发, 给 出了具体 的过
0 前言
会存 在上述 问题 , 且 能够 达到无 间隙保 护的 目的。 为 了保证 避雷
应在将 其具体投入使 特高压输 电系统在提高 了电压等 级的同时, 使得输 电效率与 器 的应用 能够达到更好 的过 电压 限制效果 , 用 之 前 , 采 取 试 验 的 方 式 确 定 有 关参 数等 问题 , 这一点十分重要。 范 围得到 了优 化 , 但 过高 的电压很容 易引起 电压 限制 问题 , 为了 保证其 能够 与 电力系统对于 电压 的要求相 匹配 , 实施相应的过 电 压 限制措施很 有必要, 这样才 能使特 高压输 电系统的功能得到更
超高压电网内过电压的特点分析
超高压电网内过电压的特点分析超高压电网是指电压等级高于1000千伏的电网,具有电压高、电能损耗小、输电距离远等特点。
在超高压电网的运行中,会遇到过电压的问题,这种问题的出现会产生电力设备的损坏,对电网的稳定运行也会产生不可忽视的影响。
因此,了解超高压电网内过电压的特点,对于维护电网安全运行至关重要。
超高压电网内过电压主要包括闪络过电压、雷电过电压、操作负荷波及过电压、过电流引起的过电压等。
对于这些过电压,我们需要对其特点进行分析,以便有效地解决这些问题。
(1)闪络过电压闪络过电压是指在超高压电网传输过程中,由于电力设备的电气特性,在某些特定情况下会产生高电压,当高电压达到一定程度时,会发生一系列的放电过程,这种放电过程被称为闪络放电,进而导致过电压的产生。
闪络过电压的特点是频繁产生、能量小、放电时长短。
通常情况下,闪络过电压由电力设备的电气特性所决定,如变压器油漏导致的局部放电或针绝缘上的放电。
因此,我们需要加强对电力设备的检修和维护,检测电气设备的电气特性,从源头上控制闪络过电压的产生。
(2)雷电过电压雷电过电压是指由于周围环境的电击电流或电感耦合等因素所造成的过电压。
特别是当超高压电网在雷雨天气下运行,雷电过电压就容易出现。
这种过电压的特点是电量大、能量高、时间长,所以雷电过电压对电力设备的伤害是极大的。
为了有效避免雷电过电压引起的损伤,我们可以在高建筑物、电塔上加装避雷针、避雷带等防雷装置,来接收周围环境中的雷击电流,起到保护电力设备的作用。
(3)操作负荷波及过电压在超高压电网运行的过程中,往往要进行线路的操作。
在这个过程中,加速因子受到突变导致过电压暂态成分超过设备电气强度极限的时候,就会导致操作负荷波及过电压的产生。
操作负荷波及过电压的特点是产生时间短、放电电流大、电量小。
为了有效地避免这种过电压的产生,我们需要进行操作前的精细计算和预测,掌握线路特性,采取适当的措施来减少过电压冲击产生的可能性。
高压超高压电缆的防雷与过电压保护研究
高压超高压电缆的防雷与过电压保护研究超高压电缆在电力传输中起着至关重要的作用。
然而,由于其特殊的电气特性和工作环境,电缆系统常常受到雷击和过电压的威胁。
为了保护电缆系统的安全稳定运行,研究人员对高压超高压电缆的防雷与过电压保护进行了深入的研究。
本文将探讨这些研究的关键方面。
一、防雷研究高压超高压电缆系统由于其高电压等级,对雷电侵害非常敏感。
雷电击中电缆系统可能导致设备和线路的瞬态电压升高,从而引发电气设备的故障和电力系统的中断。
因此,防雷是确保电缆系统稳定运行的重要措施之一。
为了提高电缆系统的防雷能力,研究人员采用了多种方法和装置。
其中之一是安装避雷针。
避雷针通过将雷电引流至地面,减少了雷电击中电缆系统的可能性。
此外,还可以在电缆系统上安装避雷器,用于吸收和分散过电压,保护设备的安全运行。
除了安装防雷装置,维护电缆绝缘的良好状态也非常重要。
因为高压超高压电缆中使用的绝缘材料往往不能阻挡雷电的穿透。
因此,研究人员通过使用特殊的绝缘材料,如绝缘屏蔽层和屏蔽层地线,来提高电缆的防雷能力。
二、过电压保护研究超高压电缆系统还常常受到过电压的威胁。
过电压是电力系统中电压瞬态升高的现象,是导致设备损坏和电力系统中断的主要原因之一。
研究人员通过过电压保护装置来防止过电压对电缆系统的损害。
过电压保护装置分为内部和外部两种。
内部过电压保护装置是直接安装在电缆系统内,用于吸收和分散过电压。
常见的内部过电压保护装置包括细分电阻、放电器和压敏电阻等。
这些装置能够在过电压到来时迅速分散和限制电压的升高,保护电缆系统的安全。
外部过电压保护装置则是安装在电缆系统外部,用于分散和吸收过电压。
常见的外部过电压保护装置包括避雷器和避雷针。
它们能够将过电压引流至地面,避免过电压对电缆系统的损害。
此外,合理设计和选用电缆系统的接头和终端设备也是保护电缆系统免受过电压侵害的重要措施。
研究人员通过改进接头和终端设备的结构和绝缘材料,提高其隔离能力和耐电压能力,保护电缆系统的安全运行。
超高压输电线路工频过电压影响分析
超高压输电线路工频过电压影响分析摘要:随着我国国民经济的快速发展,对电能需求量日益增加,电力系统规模越来越大,超高压输电系统的重要性也越来越突显。
火电厂主要分布在西部地区,东部区域电源不足但负荷较重,而风电资源主要汇集在北部通道。
近年来,国家大力倡导新能源开发建设,限制发展污染严重的火力发电,地区电源与负荷匹配问题更加严重,超高压输电线路的建设和发展较好地解决了上述问题。
随着超高压输电网络架构的不断完善,电网结构日益增强,但在超高压工程投产及系统运行过程中的输电线路工频过电压问题也日益凸显。
工频过电压是系统在操作或接地故障时发生的频率等于或接近工频的系统最高工作电压的过电压,工频过电压对设备绝缘和运行性能有很大影响。
关键词:超高压输电线路;工频过电压;分析引言超高压输电线路绝缘架空地线上可能产生过大的感应电压问题,采用有限元分析软件对不同运行及检修工况下绝缘架空地线上产生的感应电压进行仿真,并根据仿真结果设计了一种专用于绝缘架空地线的新型接地装置。
经现场应用验证表明,导、地线间距及导线排列方式、相序(同塔双回线路)等是影响绝缘架空地线感应电压大小的重要因素,且在线路不同工况下,绝缘架空地线上均可能产生较大感应电压;所设计的接地装置能在避免检修人员电弧伤害的同时将绝缘架空地线可靠限制在地电位。
1线路潮流对工频过电压影响分析在进行工频过电压计算前,需先对整个网络方式进行调整,调整原则是保证断面潮流和电压水平不越限,这种原则相对宽松,对所研究的线路潮流并没有一定的限定准则。
文献中关于线路潮流轻重对过电压的影响很少涉及,潮流与等值参数耦合关系并不明确。
通过调整电厂出力实现线路潮流的变化,验证轻重潮流下的等值关系与工频过电压的差异性。
可以看出随着潮流的增加,等值电势、等值阻抗的增加趋势并不明显,说明潮流与等值的相关性很小,潮流轻重对于甩负荷后线路电压值影响较小,潮流主要影响等值电源的功角大小。
为进一步研究潮流轻重对控制电压的影响,利用双端电源等值网络进行初始电压及控制电压的仿真分析,利用等值数据在PSCAD软件中搭建不同潮流下的双端网络模型,在B—H线路末端发生无故障甩负荷。
探究特高压输电线过电压及抑制保护措施
探究特高压输电线过电压及抑制保护措施摘要:特高压输电线过电压是发展特高压电网所必须研究的课题,它不仅影响到变压器,断路器等电力设备绝缘强度的设计,而且还直接关系到电力系统能否安全可靠的运行。
本文对特高压输电线路过电压的现状进行了研究,并分析了特高压输电线路的工频过电压和操作过电压的产生原因,针对抑制保护特高压输电线过电压给出了几点措施。
关键词:特高压输电线;过电压现状;原因;保护措施特高压输电线路的“过电压”在电网运行中是一个关键的技术问题:其不仅关乎变压器及断路器等设备绝缘性能高低,更直接影响着整个高压输电网能否安全平稳运作运行。
与我国已有的500kV输电线路相比,特高压输电线路输送容量大,损耗小,对于长距离、大容量水电输电工程经济技术性能更加优越。
因此,为实现西电东送和在更大范围内满足资源优化配置的需要,我国大规模发展特高压输电已经是势在必行。
1 特高压输电线过电压的研究现状特高压线路参数与超高压线路参数相比,为了提高特高压输电线路的输电能力,减小电压损耗,其分布电阻和电感较小;而分布电容较大;此外特高压输电线路一般较长,因此,电压、电流在暂态过程中呈现波的特性。
尤其是在故障和断路器操作过程中更为明显。
到目前为止,国内外学者提出很多关于过电压分析计算的方法,不同之处主要在于长线模型的处理方法上。
最早对过电压进行分析研究的方法是内部过电压模拟装置,或称瞬态网络分析仪(TNA)。
其优点在于能够形象地深入了解现象的发展过程,但由于受到设备的限制,很难改变系统的接线和调节元件的特性。
而借助现代的数字计算机对过电压进行数值计算则可以避免这种限制。
一旦通过软件编程,建立较为准确的计算方法,能有意识地改变某些参数,从而对过电压的一些影响因素的敏感性进行分析。
60年代以来,对过电压的数值计算,不同计算方法的主要区别主要是对分布参数长线的处理方法的不同。
其主要的处理方法主要有:行波法;差分法;拉普拉斯变换法;用集中参数的T或II型链代替分布参数长线的方法。
特高压专题文献综述
特高压专题文献综述特高压交流输电文献综述特高压交流输电,是指1000kV及以上电压等级的交流输电工程及相关技术。
特高压输电技术具有远距离、大容量、低损耗和经济性等特点。
目前,对特高压交流输电技术的研究主要集中在线路参数特性和传输能力、稳定性、经济性以及绝缘与过电压、电晕及工频电磁场等方面。
与500kv线路对比具有以下特点:1、输电能力。
输电线路的传输能力与输电电压的平方成正比,与线路阻抗成反比。
一般来说,1100kV输电线路的输电能力为500kV 输电能力的4倍以上,但产生的容性无功也为500kV输电线路的4.4倍及以上。
因此,特高压输电线路的输送功率较小时,送、受端系统的电压将升高。
为抑制特高压线路的工频过电压,需要在线路两端并联电抗器以补偿线路产生的容性无功。
2、线路参数特性。
特高压输电线路单位长度的电抗和电阻一般分别为500kV 输电线路的85%和25%左右,但其单位长度的电纳可为500kV线路的1.2倍。
3、稳定性。
特高压输电线路的输电能力很大程度上是由电力系统稳定性决定的。
对于中、长距离输电(300km及以上),特高压输电线路的输电能力主要受功角稳定的限制(包括静态稳定、动态稳定和暂态稳定);对于中、短距离输电(80~300km),则主要受电压稳定性的限制;对于短距离输电(80km以下),主要受热稳定极限的限制。
4、功率损耗。
输电线路的功率损耗与输电电流的平方成正比,与线路电阻成正比。
在输送相同功率的情况下,1000kV输电线路的线路电流约为500kV输电线路的1/2,其电阻约为500kV线路的25%。
因此,1000kV特高压输电线路单位长度的功率损耗约为500kV超高压输电的1/16。
5、经济性。
同超高压输电相比,特高压输电方式的输电成本、运行可靠性、功率损耗以及线路走廊宽度方面均优于超高压输电方式。
通过阅读一定量的有关文献,我对特高压交流输电有了初步认识及领悟了特高压线路对我国电网的意义。
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地 故 障 时 发 生 的频 率 等 于 工 频 或 接 近 工 频 的 系统 最 高: I : 作 电压 的过 电压 ,它 是 电力 系统 中 的一种 电 磁暂 态现 象 ,属于 电力 系统 内部 过 电压 ,是 暂时过 电压 的一种 .工 频过 电压 的大小直 接 影 响着 操 作过 电压 的幅 值 ,它 升 高的持 续 时间对 电力 系统 中 的设
系统 中工频 过 电压 的研 究现状 进行 了综 述 ,总结 了工频过 电压 的主要研 究方 法 ,指 出 了 目前研 究 中 尚未解 决的 一些 问题 .
关键词:超、特 高压 系统;工频过 电压 ;综述
中图分类号:T M8 6 2 ; T M7 2 3文献标识码 :A 文章编号: 1 6 7 3 - - - - 9 9 9 X( 2 0 1 4 ) 0 2 —O 0 5 9 —0 4
通 过计 算机加 以解 决.对 于计算 机 而言 ,不存 在 改 变系 统参 数和接 线 方式等 困难 ,这 是模拟 装 置所 不 及 的 ,不过模 拟装 置 能够让 人们 比较 形象 地 了解 到
过 电压 的形成 过 程.因此 ,对 于研 究和 分 析过 电压
收 稿 日期 : 2 0 1 4 - O 1 . 0 2
作者 简介 :周旭 东 ( 1 9 8 8 _ -) ,男,在读硕士研究生 ,研 究方向:电力 系统过 电压 ;石雁祥 ( 1 9 6 3 _) ,男 。硕士生导
师。研 究方向 :复杂 系统 中的信号传输与可控性 .
6 0
伊 犁师范学院学报 ( 自然科学版 )
2 0 1 4 生
来 说 ,计算 L 数值 计算 和模 拟 实验各 有长 处. 超 、特 高压 输 电系统 中。电感一 电容效应 表现
2 0 1 4年 6月 第 8卷 第 2期
伊 犁师 范学 院学报 ( 自然 科学版 ) J o u na r l o f Y i l i No r ma l U n i v e r s i t y( Na t u r a l S c i e n c e E d i t i o n )
备绝 缘和 运 行性 能有 很大 的影 响 ,它 是避雷 器额 定
电压 选取 时 的重要 依 据 ,也 影 响着 变压 器 、隔离 开 关 、电抗 器 、断路器 和输 电线 路等 其他 电力 设备 设 计 参 数 的选取 ¨ J , 是 关系 电力 系统 能否 安全 稳定运
行 的关键 .
1 引言
能 源 是 关 系 经 济 社 会 发 展全 局 的 重 大 战 略 问 题. 我国的能源资源具有总量多、人均量少和 区域 分布 不 平衡 三大特 点 ,能源 资源和 生产 力发 展呈 逆 向分 布 ,建 设超 、特 高压 电网有利 于实 现跨 大 区、 跨流 域 的水 火互 济 ,可 实现 更大 范 围内 的资源优 化 配 置 ,变 输煤 为输 电 ,提 高 能源 的利用 率 .在 国家 西 电东送 能源 战略 中 ,西部 能源基 地 与东部 负荷 中 心距 离在 1 O 0 0 k m 以上 ,为 减少 “ 西 电东送 ”过 程 的 能量损 失 ,建 设大容 量 、长距 离 的超 、特 高压 输
甩 负荷 时导致 严 重 的工频 过 电压 ,进而 影响 到单 相 接 地 甩 负荷 故障 过 电压 、操 作过 电压等 电力 系统 严
重 的过 电压 .目前 ,人 们在超 、特 高压系 统 中对 雷 电和 操作 过 电压 的 限制 取 得 了较好 的结 果 ,而在 限 制 工 频过 电压方 面还 有待 进一 步 的研究 .
电系 统成 为必然选 择 .
2 国外研究现状
2 0世 纪 6 O年 代后 期 ,美 国、前 苏联 、 日本 等
国家 的电力发 展十 分迅速 ,它们 都制 定 了特 高压 发
展计 划 . 到了 7 0 -  ̄8 0年代 ,美 国 、前苏 联 、 日本 、
超 、特 高压 输 电系 统 目前 存在 的关 键 问题之 一
是 工频 过 I 乜压 问题 .工频 过 电压 是系 统在 操作 或接
意 大利分 别建 立 了特 高压 试验 站或 试 验线 段 ,对特 高压 输 电可 能产 生 的工程 问题 ,如 过 电压 、可听 噪 声 、无 线 电干扰 、生态 影 响等进 行 了大 量研 究 ,取 得 了一些 重要进 展 . 过 电压 最 早 的 分 析 方 法 是 借 助 于 一 种 模 拟 装 置 ,它 也被称 为 瞬态 网络 分析 仪 ( T NA).随着 计
J u n . 2O1 4 、 , o 1 . 8 No . 2
超 、特 高压工频过 电压研 究综述
周 旭东,石雁 祥
( 伊 犁师范学院 电子与信 息工程 学院 ,新疆 伊 宁 8 3 5 0 0 0 )
摘
要 :对超 、特 高压 系统 中工频过 电压产 生的原 因、影 响作 出了说 明 ,对超 、特 高压输 电
电力 系 统 中 的 工 频 过 电压 一 般 是 由 空载 长 线 电容 效应 、不对 称 接 地 故 障 和突 然 甩 负 荷 引 起 的 . 国 内外 学者计 算工 频过 电压 时 ,一般 会计 算 幅值 较
高的几 种过 电压 .根据 长 期积 累 的经验 ,两相 接 地 三 相跳 闸 、单相接 地三 相跳 闸和 无 故障跳 三 相所 引 起 的工频 过 电压 比较严 重 ,要对 其进 行 重点 的研 究 和 计算 . 本 文对 国 内外 超 、特 高压 输 电系 统 中工频 过 电压 的研究现 状 进行 综述 .
显 著 ,会 引起 空 载线 路末 端工 频过 电压 的升 高和在
引 起 的 工 频 过 电压 升 高 一般 与 发 电 机 的 特 性 汞I 系 统 的运 行方式 有 关【 J 1 .她指 出 , : [ 频 过 电压 的幅值 很 大程度 上 由系统 的运 行方 式 决定 ,如 果 系统 的运