高海拔超高压变电站过电压与绝缘配合
过电压与绝缘配合

绕击率
雷电绕击导线耐雷水平 击距
先导入射角分布概率 雷电流超过耐雷水平的概率
线路落雷次数 建弧率 跳闸率
线路手册 P125 公式 2-7-11、公 式 2-7-12 或 620 附录 C 公式 C18、公式 C19 50064 附录 D 公式 D.1.5-5 50064 附录 D D.1.5-1 50064 附录 D 公式 D.1.5-4
中性点接 35kV~66kV 系统
地方式
(在绝缘配
合中直接考 的可能性不
6kV~20kV 系统 (不直连发电机)
大,但和其他 6kV~35kV 电缆系统
考点有很大
厂电系统
Ic ≤ 10A:可不接地 Ic>10A 且带故障运行:谐振接地
(动作于告警)
Ic 较大(>7A):可低阻接地 (动作于跳闸)
50064 3.1.3-1~3.1.3-2 50064 3.1.4
过电计算
限制
与限制
4.1.11-4-4) 4.1.11-4-3)
变压器传递过电压
操作过电压限制
发电机自励磁过电 压
持续运行电压/额定 电压(真题:11) MOA 选型
标称放电电流 残压(真题:4)
静电耦合传递过电压 断路器合闸电阻 断路器分闸电阻
用于系统 用于发电机、旋转电机
参考绝缘配合部分
一次手册 P872 式 15-28 一次手册 P870 式 15-24 一次手册 P870 式 15-25
相地空气间隙的工频 U50%(有风偏) 同 50064 公式 6.2.2-1
相地空气间隙的工频 U50%(无风偏) 50064 公式 6.3.2-1
变电站的绝缘子串 及空气间隙相地空气间隙的操作过 U50% 相地空气间隙的雷电 U50%
GB311.1-1997《高压输变电设备的绝缘配合》

b)范围 II 的开关设备的纵绝缘性能用雷电、操作冲击电压和工频电压的联 合电压试验检验。
4.4.2.4 设备在陡波前过电压下的绝缘性能用陡波前冲击电压试验检验。 关于陡波前冲击试验的规定,在考虑中。
4.5 绝缘配合方法的选择
——绝对湿度 h0=11g/m3 本标准规定的额定耐受电压均为相应于标准参考大气条件下的数值。 3.2 正常使用条件 本标准规定的额定耐受电压,适用于下列使用条件下运行的设备: a)周围环境最高空气温度不超过 40℃ b)安装地点的海拔高度不超过 1000m。 3.3 对周围环境空气温度高于 40℃处的设备,其外绝缘在干燥状态下的试 验电压应取本标准的额定耐受电压值乘以温度校正因数 Kt
4.6 持续工频电压和暂时过电压下的绝缘配合
对范围 I 的设备所规定的短时工频耐受电压,一般均能满足在正常运行电压 和暂时过电压下的要求。
为检验设备老化对内绝缘性能、污秽对外绝缘性能的影响所进行的长时间工 频试验,应在有关设备标准中规定,下面仅给出应遵循的一般规则。
4.6.1 对正常运行条件,绝缘应能长期耐受设备最高电压。
d)电力电容器:耦合电容器(包括电容式电压互感器)、并联电容器、交 流滤波电容器;
e)高压电力电缆; f)变电站绝缘子、穿墙套管; g)阀式避雷器绝缘外套。 1.2.2 本标准不适用于: a)安装在严重污秽或带有对绝缘有害的气体、蒸汽、化学沉积物的场合下 的设备; b)相对湿度较高且易出现凝露场合的户内设备。 2 引用标准 下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标 准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨 使用下列标准最新版本的可能性。 GB 156-1993 标准电压 GB/T 16927.1-1997 高电压试验技术 第一部分:一般试验要求 GB/T 16927.2-1997 高电压试验技术 第二部分:测量系统 GB 11032-89 交流无间隙金属氧化物避雷器 GB 7327-87 交流系统用碳化硅阀式避雷器 GB 2900.19-94 电工术语 高电压试验技术和绝缘配合 GB 311.7-88 高压输变电设备的绝缘配合使用导则 3 使用条件 3.1 标准参考大气条件 标准参考大气条件为: ——温度 t0=20℃ ——压力 p0=101.3kPa
论述超高压电力网的绝缘配合问题

科技资讯 SC I EN C E &TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N 动力与电气工程绝缘配合是一个综合性的技术问题,与其相关的因素有绝缘的放电电压值、过电压的幅值与波形、大气条件及各种绝缘运行过程中的老化问题等。
并且,超高压绝缘配合的任务是根据可以接受的故障率,来确定运行电压、雷电和操作过电压所需要的间隙距离和绝缘子串的长度的。
而且,在超高压的规定范围内,操作过电压对绝缘的作用是会越来越重要的,并且,有时还会对线路和变电站设备的绝缘设计起决定性作用。
1 超高压电路绝缘的特点(1)涉及面广、可以延伸到数百公里之外。
(2)自身全部是空气和瓷绝缘体。
(3)受外在大气条件影响严重。
2 国内超高压电力绝缘配合目前在国内电力系统中,线路绝缘和变电所绝缘是不考虑配合的。
因为这是根据各自不同的方法自行决定绝缘水平的。
但是,两者之间却存在着必然的联系。
例如,线路的绝缘水平高的时候,进入变电所的雷电流就会变大,这会直接影响到避雷器的特性,从而也会影响着变电所的绝缘。
因此,变电所的绝缘子串要比电路绝缘子串多挂两片,这就形成了它对内部过电压有着较高的抗电强度,但是,空气间隙还是按照内部过电压倍数来进行计算的。
而且,两者之间的抗电强度在变电所内相差也是非常大的,所以,各设备之间不用考虑配合问题。
因此,我国在今后的发展中,对超高压电力绝缘配合要采用这一理论。
这样,才能配合得当,从而取得最大的实际效果。
3 外界对绝缘配合的影响变电所的绝缘配合在大气过电压的作用下,变电所绝缘配合主要包括:绝缘与避雷器的伏安特性和伏秒特性的配合。
而且,分析变电所内的波过程,可以确定避雷器到变压器的电气距离与下列一些因素有关,其主要包括:进线路数、侵入波的陡度和幅值、作用在变压器上的电压波形、避雷器的放电电压和残压、被保护设备与其他结点上的电容和导线波阻以及反极性工频电压的影响等。
并且,一般的计算方法并没有完全反映出影响静电气距离的各种因素。
DL/T 620-1997 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合

外也予以废止。
本标准的附录 A、附录 B 和附录 C 是标准的附录,附录 D、附录 E 和附录 F 是提示的
附录。
本标准由电力工业部科学技术司提出。
本标准由电力工业部绝缘配合标准化技术委员会归口。
本标准起草单位:电力工业部电力科学研究院高压研究所。
本标准起草人:杜澍春、陈维江。
本标准委托电力工业部电力科学研究院高压研究所负责解释。
地。 注 1 高电阻接地的系统设计应符合 R0≤XC0 的准则,以限制由于电弧接地故障产生的瞬
态过电压。一般采用接地故障电流小于 10A。R0 是系统等值零序电阻,XC0 是系统每相的对 地分布容抗。
2 低电阻接地的系统为获得快速选择性继电保护所需的足够电流,一般采用接地故障 电流为 100A~1000A。对于一般系统,限制瞬态过电压的准则是(R0/X0)≥2。其中 X0 是系 统等值零序感抗。 2.2 少雷区 less thunderstorm region
应采用消弧线圈接地方式:
a)3kV~10kV 钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统和所有 35kV、66kV 系统,
10A。
b)3kV~10kV 非钢筋混凝土或非金属杆塔的架空线路构成的系统,当电压为:
1)3kV 和 6kV 时,30A;
2)10kV 时,20A。
c)3kV~10kV 电缆线路构成的系统,30A。
表 1 发电机接地故障电流允许值
发电机额定 发电机额定容 电流允许 发电机额定电 发电机额定容 电流允许
电压
量
值
压
量
值
kV
MW
A
kV
MW
A
6.3
≤50
4
13.8~15.75
过电压及绝缘配合

1. 了解电力系统过电压的种类电力系统中的各种绝缘在运行过程中除了长期受到工作电压的作用外,还会受到各种比工作电压高得多的过电压的短时作用。
所谓“过电压”通常指电力系统中出现的对绝缘有危险的电压升高和电位差升高。
按照产生根源的不同,可将过电压作如下分类:⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧感应雷击过电压直接雷击过电压雷电过电压操作过电压参数谐振过电压铁磁谐振过电压线性谐振过电压谐振过电压工频电压升高暂时过电压内部过电压电力系统过电压 引起工频电压升高的原因有:空载长线的电容效应、不对称短路、甩负荷等。
当电路中的电感、电容和电阻元件都是线性参数(不随电流、电压而变化),且电网的电源频率接近回路的自振频率时,由于回路中的感抗和容抗相等或接近而相抵消,回路电流只受到电阻的限制而达到很大的数值,在电感元件和电容元件上产生远远超过电源电压的过电压,此过电压称为线性谐振过电压。
当电感元件带有铁芯时,一般会出现饱和现象,这时电感不再是常数,而是随着电流或磁通的变化而改变。
由于电感的非线性,回路可能有不只一种稳定工作状态。
在一定条件下,回路可能从非谐振工作状态变到谐振工作状态,发生相位反倾现象,产生铁磁谐振。
若系统中的某些元件(如发电机)的电感发生周期性的变化,再加上不利参数的配合,电网就有可能引发参数谐振。
操作过电压所指的操作并非狭义的开关倒闸操作,而应理解为“电网参数的突变”,引起操作过电压的原因主要有:切断空载线路、空载线路合闸、切断空载变压器、断续电弧接地等。
在220kV 以下的系统中,要把雷电过电压限制到比内部过电压还低的水平是不经济的,因此这些系统中电气设备的绝缘水平主要由雷电过电压所决定。
对于超高压系统,在现有防雷措施下,雷电过电压一般不如内部过电压危险性大,因此系统绝缘水平主要由内部过电压水平所决定。
在严重污秽地区的电网,设备的绝缘性能因污秽而大大降低,污闪事故在正常工作电压下时常发生,因此严重污秽地区的电网外绝缘水平主要由系统最大运行电压所决定。
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。
超高压电力网的绝缘配合问题分析

( 1 ) 有效 防止周 期计划检 修所引来 的弊 端 , 合理 计划安 排检修 , 节 约维修成 本, 使 得运 行设 备 能保持 正 常运转 , 创造 经济 效益 。 ( 2 ) 减 少高压 电气设 备 试验和 维修 的盲 目, 减少高压 电气 设备 检修 过程 中 引发故 障 的几率 , 延长 了设备 的使 用 期限 , 使 得设 备 的维护 更加 的科 学合理 。 ( 3 ) 大 幅度 的减少开 关操 作和停 电时间 , 提升 电力 系统 的经济 性 、 稳定性 、 安 全性 。
( 4 ) 连续、 正确的反映高压电气设备运行时电压的绝缘性能、 故障排除, 能
及时监 测 到高压 电气设 备运 行 过程 中的 绝缘 欠缺 , 防范 突发 性绝 缘情 况 的发 生, 有效 提高高压 电气 设备运 行平稳 , 降低 发生事 故的几 率 , 明显减少 突发性 事
故
( 1 ) 绝缘配合与电压的关系。 在考虑绝缘配合与电压的关系中, 要考虑在系 统中可能出现的电压、 设备产生的电 压, 要求的 持续电 压运行等级, 以及人身安
[ 摘 要] 绝缘配合技术应用于电力网中, 能大大降低降级电网的风险系数 , 对其正常运行具有重要意义。 文章对超高压电力网的绝缘配合问题进行分析, 具
有 一定 的借 鉴 意义 。 [ 关键词] 超高压 电力网 绝缘配合 中图分 类号 : T M8 5 3 文献标 识码 : A
文章编 号 : 1 0 0 9 — 9 1 4 X ( 2 0 1 4 ) 0 7 — 0 0 5 7 — 0 1
一
( 5 ) 绝缘 技术可 以弥补预 防 I 生 试验, 将 绝缘 技术与预 防性试验 相结合 , 依 据 绝缘 技术 的结果安 排布 置预 试 , 提高 大修周 期 , 是全 面推动 状态 维修 的有 电气设备带 电工况 的绝缘参数 , 绝缘 技术 是获 取 高压 电气设 备 的带 电工况 绝缘参 数 的办法 。 在 高压 电气设 备运行 的情 况下 , 监测绝缘 的状态 参数 , 并对这 些参数 比较分 析 , 以此来判 定是否检 修 。 其 中对 于 高 压 电气设备 的监 督管 理 , 也要 求其 外绝缘 表面 不能够 出现 严重 的积污 , 其 瓷 套、 法 兰 以及复 合 外套不 能够 出 现裂纹 、 放 电烧 伤 以及破 损情 况
过电压与绝缘配合在特超高压电网发展中的意义

过电压与绝缘配合在特超高压电网发展中的意义[摘要]电力系统中的过电压与绝缘改进技术一直以来是高压、超高压输电的主要问题。
本文从空载线路合闸过程入手,对过电压的发展作了阐述。
[关键词]电力系统过电压绝缘配合软起动。
目前,中国的长距离输电和世界其他国家一样,主要用500千伏的交流电网,从世界范围看,俄罗斯、日本、意大利都曾经建设过特高压试验线段,但是这些试验线段距离都比较短,到目前为止,国外并没有1000千伏交流线路在长距离运行。
拿它和我国现有主要以500千伏交流和正负500千伏直流系统为主要的电网相比较,前者如同高速公路,后者如同普通快速路,两者在流量、流速、经济性等方面均不可同日而语。
我国超高压输电线路以220千伏、330千伏、500千伏交流输电和500千伏直流输电线路为骨干网架。
全国已经形成5个区域电网和南方电网。
其中:华东、华北、华中、东北4个区域电网和南方电网已经形成了500千伏的主网架,西北电网在330千伏网架的基础上,正在建设750千伏网架。
但是,由于我国电网跨区域输电主要依靠500千伏交流和正负500千伏直流,在提高电力输送能力方面受到技术、环保、土地资源等多方面的制约。
未来,中国将大力发展特高压智能电网,600312研制世界首台800kV智能化断路器产品一次性投运成功,这是目前世界上第一个投入运行电压等级最高的智能化产品,标志着平高电气在智能化产品研发生产制造方面处于国际领先水平,同时也将对下步全国智能电网建设起到重要的引领示范作用。
在电力系统中过电压与绝缘既相辅相成又是一对矛盾。
各种高压电气设备处在长期工作电压之下(含瞬间接入高压电路的设备)会受到各种短时过电压的作用,如雷电过电压和操作过电压等,所以,绝缘不仅要能够耐受工作电压的长期作用,而且还必须耐受可能出现的各种冲击性较强的过电压。
要做到这一点,应从两个方面入手,一是要保证和提高绝缘的耐受电压;二是设法降低和限制过电压。
因此,对电力系统的过电压和绝缘配合,长期以来成为高电压与绝缘试验的重要问题。
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说明:CVT 电压互感器、DS 电流互感器、CB 隔离开关、CT 断路器、VT 变压器。
程序 2:换流站一回进波(无其它线接入) ,不带母线,仅有一台发电机 G1 运行,雷
击#2 杆塔横担,L=400m。 主要电气设备的过电压幅值如表 3 所示:
表 3 一机一线、不带母线雷击#2 塔横担方式下主要电气设备过电压的幅值 主要电气设备 设备过电压幅值(kV) CVT 1312 DS 1240 CB 1205 CT 1238 VT 1220 主变 1525
u50% (t ) 2400 800e
t 4
1600e
t 1.5
2000e
t 0.8
1700e
t 0.25
(公式 3)
2.1.3 高海拔地区操作过电压绝缘强度修正计算
对于高海拔地区的输电线路来说, 由于空气击穿电压的降低, 输电线路的绝缘强度会降 低,但经查阅相关文献,电力设计院在设计高海拔地区的输电线路的时候,会考虑到这个因 素,调整绝缘距离以保证绝缘强度维持在规程所规定的 2p.u(相电压幅值的 2 倍) 。因此, 在研究高海拔地区输电线路的绝缘强度时,采用规程要求的 2p.u。 对于高海拔地区的电气设备来说, 将采用与高海拔地区雷电过电压绝缘强度修正计算一 致的 GB311.1-1997《高压输变电设备的绝缘配合》进行修正计算。
程序 1:换流站一回进波(无其它线接入) ,不带母线,仅有一台发电机 G1 运行,雷
击#0 塔横担,L=400m。 主要电气设备的过电压幅值如表 2 所示:
表 2 一机一线、不带母线雷击#0 塔横担方式下主要电气设备过电压的幅值 主要电气设备 设备过电压幅值(kV) CVT 910 DS 908 CB 906 CT 907 VT 904 主变 898
i AI m exp t exp t
(公式 4)
式中, 和 为常数,如图 2-1(a)所示为双指数等值波形,是由时间常数不同的两 个指数函数叠加而成的,通常情况下 。
(a)双指数等值波形 (b)波头与波尾时间定义 图 2 雷电流双指数模型波形示意图
2.2 高海拔地区雷电过电压绝缘强度修正计算 2.1.1 常用的绝缘强度海拔校正方法
根据 GB311.1-1997《高压输变电设备的绝缘配合》中规定,对用于海拔高于 1000m,但 不超过 4000m 处的设备的外绝缘及干式变压器的绝缘,海拔每升高 100m,绝缘强度约降低 1%, 在海拔不高于 1000m 的地点试验时, 其试验电压应按本标准规定的额定耐受电压乘以海 拔校正因数 Ka:
表 6 一机一线、不带母线雷击#1 塔横担方式下主要电气设备过电压的幅值 主要电气设备 L=400m L=600m L=800m L=1000m CVT 1370 1358 1332 1295 DS 1370 1360 1329 1216 CB 1241 1250 1189 1200 CT 1375 1361 1331 1217 VT 1378 1362 1332 1218 主变 1555 1546 1529 1506
四、操作过电压与绝缘配合
电力系统中常见的操作过电压有: 中性点绝缘电网中的间歇电弧接地过电压; 开断电感 性负载过电压;开断电容性负载过电压;空载线路合闸过电压等。 首先,中性点绝缘电网中的间歇电弧接地过电压在中性点直接接地的电网中并不明显; 其次,由于变压器一般有 MOA 进行保护,切电感性负载过电压较小,不予考虑;第三,断 路器的整体性能大大提升使得切空线过电压的幅值和出现的概率大大减小, 可以忽略。 最后, 超高压远距离输电线路的电容效应会引起很大的工频电压升高, 在此基础上将出现幅值很高 的合闸过电压。因此,超高压电网中操作过电压计算将主要考虑空载线路合闸过电压。 空载线路合闸主要有以下三种类型:合闸、单相重合闸和成功的三相重合闸。经过大量 实验可以得出上述三种操作产生操作过电压的数值大小关系, 由高到低排列如下: 三相重合 闸过电压,合闸过电压,单相重合闸过电压。根据相关文献,超高压系统是禁止使用三相重 合闸的。因此超高压电网中操作过电压计算将不考虑三相重合闸过电压和单相重合闸过电 压。以下计算讨论中,空载线路合闸过电压即指合闸过电压,不考虑重合闸,并简称为合空 线过电压。 水电站运行方式通常有一机一线、二机一线、多机一线、一机多线等,其中一机一线的 合空线过电压最为严重,因此本文只就一机一线合空线过电压进行讨论。
表 1 不同条件下的一机一线运行方式 雷击杆塔号 #0 #2 #2 #1 #1 #1 #1 雷击点 横担 横担 横担 横担 横担 横担 横担 运行方式 发电机 G1—换流站一回线—不带母线 发电机 G1—换流站一回线—不带母线 发电机 G1—换流站一回线—不带母线 发电机 G1—换流站一回线—不带母线 发电机 G1—换流站一回线—不带母线 发电机 G1—换流站一回线—不带母线 发电机 G1—换流站一回线—不带母线 终端塔跨距 L(m) 400 400 400 400 600 800 1000 程序号 程序 1 程序 2 程序 3 程序 4 程序 5 程序 6 程序 7
IEC 所规定供分析用的雷电流解析表达式如下所示:
i (0, t ) (
I0 k t ) s exp( ) 1 k s 2
(公式 5)
其中: 为峰值电流修正系数(当 1 , 2 / 1 1 时 取 1) , I 0 为峰值电流,
ks t / 1 是电流陡度因子, n 一般取为 10.上式是依据传输线模型和霍德勒(Heidler)模
型并结合实测数据综合xp( ) 决 1 ks 2
定了雷电流波形衰减部分。在 IEC 所推荐的雷电流模型,很好地反映了雷电流的各种特征 值。
3.2 最大雷电流
最大雷电流的规定对于雷电过电压的计算和绝缘配合裕度的设定有着重要的作用, 其大 小取值既要着眼于当地的雷电流分布概率情况, 又要考虑投资成本, 满足电力系统建设的经 济安全要求。 世界各国根据本国的实际情况所取得的雷电流幅值是不同的: 对于超高压电力 系统,日本最大雷电流幅值选取 150kA,西欧一些国家取 250kA。根据我国的经济情况和经 由大量实测数据总结拟合出的雷电流幅值分布概率, 我国规定在工程计算中最大雷电流计算 值应在 210~230kA 范围内取值,与之相对应的雷电流幅值分布概率为 4.11‰~2.43‰。
程序 4:换流站一回进波(无其它线接入) ,不带母线,仅有一台发电机 G1 运行,雷 击#1 杆塔横担,L=400m。 主要电气设备的过电压幅值如表 5 所示:
表 5 一机一线、不带母线雷击#2 塔横担方式下主要电气设备过电压的幅值 主要电气设备 设备过电压幅值(kV) CVT 1370 DS 1370 CB 1241 CT 1375 VT 1378 主变 1555
3.3 雷电过电压计算与绝缘配合
依据前面所得出的雷电过电压波形、 主要电气设备的基本模型参数, 并根据甲方给定的 布置图,以及进线端的电气长度后,依照某水电站主接线图,对以下方案分别构造其数值仿
真图并记录运行结果。 变电站有多种运行方式,经分析,一机一线运行方式是雷电过电压最严重的情况,本文 只对此种情况进行分析。现拟定了一机一线几种不同情况下的雷击过电压计算方案。
三、雷电过电压与绝缘配合
电力系统中 500kVGIS 水电站,对于雷电过电压冲击应有一定的承受能力,雷电过电压 超过这个承受能力,将导致水电站不能安全可靠运行,因此,对于雷电过电压的研究有着极 其重大的意义和价值。 运行经验和大量统计数据表明, 雷击线路的概率远高于雷直击水电站 的概率,因此,在考虑水电站的雷电侵入方式时,主要考虑的是雷电侵入波。
二、高海拔地区绝缘强度的确定 2.1 大气压强与击穿电压的关系
1889 年,物理学家巴申(F.Paschen)从大量的实验结果中总结出了气隙击穿电压与大 气压强 p 及极间距离 d 的关系,这种规律成为巴申定律。
图 1 巴申曲线
由巴申曲线可以看到,当气隙长度 d 一定时,击穿电压与大气压强的关系是成先反相 关后正相关的关系。 在地面附近及本文讨论的高海拔地区, 大气压强均处在巴申曲线的右半 支,即击穿电压随大气压强的减小而减小。即从定性角度来分析,输电线路的绝缘强度随着 海拔高度的升高而减小。
Ka
1 1.1 H 104
(公式 1)
式中:H 为设备安装地点的海拔高度,单位为 m.
2.1.2 绝缘子串放电电压的高海拔校正
参考 DL-T 620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中关于气象条件的校正 规则,当外绝缘所在地气象条件异于标准气象条件时,放电电压可按下式校正:
比较程序 1、2、4 所计算的主变上雷电过电压幅值,发现雷击点落在 1#杆塔,雷击过 电压最为严重。这是由于#1 塔离#0 塔距离相对近些的缘故。后续计算中,将只就雷击在 31 塔情况进行讨论。
程序 5、6、7:换流站一回进波(无其它线接入) ,不带母线,仅有一台发电机 G1
运行,雷击#1 杆塔 L 分别为 400m、800m、1000m。 主要电气设备的过电压幅值如表 6 所示:
通过上述数据可知: 雷击点选在横担上比在塔顶上雷击过电压更为严重; 跨距越短雷电 呀幅值越高。
3.4 限压措施的探讨
通过与变电所的雷电侵入波的分析可知,主变上的雷电过电压幅值 U 由下式决定:
U U R 2a
S v
(公式 6)
式中,U R 是 MOA 上的残压,a 是雷电波的波前陡度,S 是主变与 MOA 之间的距离,v 是 雷电波波速。 由上式可知, 降低 MOA 的残压, 缩短 MOA 和主变之间的距离是降低雷电过电压幅值的两 个措施。对于生产 MOA 的厂家来说,MOA 的规格是统一的,降低 MOA 的残压是不可行的。因 此,本文将就缩短 MOA 和主变之间的距离进行探讨。 从过电压角度及 MOA 上能量角度分析可得, 缩短主变与 MOA 的距离 S 是降低主变上雷电 过电压幅值的有效措施。考虑到变电站的实际布置,MOA 与主变之间的距离不能过于缩短, 应按实际情况进行布置。