第講絕緣配合

1、第第8 8講講 電力系統(tǒng)絕緣配合電力系統(tǒng)絕緣配合電磁環(huán)境技術(shù)研究室電磁環(huán)境技術(shù)研究室清 華 大 學(xué)絕緣配合及其原則 n電力系統(tǒng)中的絕緣 發(fā)、變電站的電氣設(shè)備的絕緣、線路的絕緣 n運(yùn)行中可能承受的電壓類型 正常運(yùn)行條件下的工頻電壓、暫時(shí)過電壓(包括工頻電 壓升高)、操作過電壓、雷電過電壓n過電壓的參數(shù)影響絕緣的耐受能力，它們?cè)诖_定絕緣水平中起著決定性的作用 n電氣設(shè)備的絕緣水平 用設(shè)備絕緣可以承受（不發(fā)生閃絡(luò)、放電或其他損壞）的試驗(yàn)電壓值表示。對(duì)應(yīng)于設(shè)備絕緣可能承受的各種作用電壓，在進(jìn)行絕緣試驗(yàn)時(shí)，有以下幾種試驗(yàn)類型短時(shí)(一分鐘)工頻試驗(yàn)長(zhǎng)時(shí)間工頻試驗(yàn)操作沖擊試驗(yàn)雷電沖擊試驗(yàn)n隨著系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大

2、，輸電電壓等級(jí)不斷提高，確定絕緣水平方法則發(fā)生變化 絕緣配合原則 綜合考慮系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種作用電壓、保護(hù)裝置特性及設(shè)備的絕緣特性確定設(shè)備的絕緣水平，從而使設(shè)備絕緣故障率或停電事故率降低到在經(jīng)濟(jì)上和運(yùn)行上可以接受的水平 對(duì)不同電壓等級(jí)系統(tǒng)，配合原則是不同的 n對(duì)于220kv及以下的系統(tǒng)，一般以大氣過電壓決定設(shè)備的絕緣水平 主要保護(hù)裝置是避雷器，以避雷器的保護(hù)水平為基礎(chǔ)確定設(shè)備的絕緣水平，并保證輸電線路具有一定的耐雷水平。對(duì)于設(shè)備，在正常情況下應(yīng)能耐受內(nèi)過電壓的作用，因此一般不專門采用針對(duì)內(nèi)過電壓的限制措施 n在超高壓電力系統(tǒng)的絕緣配合中，操作過電壓逐漸起控制作用 采用專門限制內(nèi)過電壓的措施（

3、并聯(lián)電抗器、帶有并聯(lián)電阻的斷路器及moa避雷器等） 前蘇聯(lián)：采用避雷器 ，設(shè)備絕緣水平是以操作過 電壓下避雷器的保護(hù)特性為基礎(chǔ)確定的 美國(guó)等：改進(jìn)斷路器的性能，絕緣水平是以雷電過 電壓下避雷器的保護(hù)特性為基礎(chǔ)確定的 我國(guó)采取后一作法絕緣配合的方法n慣用法n統(tǒng)計(jì)法n簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)法 絕緣配合的慣用法n慣用法的基本概念 按作用在絕緣上的“最大過電壓”和“最小絕緣強(qiáng)度”的概念進(jìn)行配合 設(shè)備的絕緣水平與避雷器的保護(hù)水平進(jìn)行配合 避雷器的保護(hù)水平包括雷電沖擊保護(hù)水平和操作沖擊保護(hù)水平 n避雷器的雷電沖擊保護(hù)水平由以下三個(gè)數(shù)據(jù)表征在標(biāo)稱放電電流波形(如820s)和幅值下的殘壓值磁吹避雷器1.250s標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊

4、放電電壓上限磁吹避雷器規(guī)定陡度下的沖擊波波前放電電壓最大值除以1.15，對(duì)氧化鋅避雷器則為陡波沖擊電流(給定波前及幅值)下的殘壓值除以1.15 取以上三者中較大者作為雷電沖擊保護(hù)水平n避雷器的操作沖擊保護(hù)水平 對(duì)于磁吹閥型避雷器由以下兩個(gè)數(shù)據(jù)表征2502500s標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊波下的最大火花放電電壓規(guī)定操作沖擊電流下的殘壓取其中較大者作為操作沖擊保護(hù)水平 對(duì)于氧化鋅避雷器規(guī)定操作沖擊電流下的殘壓n在絕緣配合時(shí)，必須考慮以下因素的作用設(shè)備安裝點(diǎn)的預(yù)期過電壓值系統(tǒng)與設(shè)備的電氣特性類似系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)所有保護(hù)裝置的限壓效果對(duì)受避雷器保護(hù)的設(shè)備，在考慮以上因素的基礎(chǔ)上，按預(yù)期的暫時(shí)過電壓選擇避雷器的額定（滅

5、?。╇妷杭氨Ｗo(hù)水平，然后取一定安全裕度系數(shù)確定設(shè)備沖擊絕緣水平 n變電站電氣設(shè)備絕緣水平的確定500kv變電站主接線示意圖 變壓器的絕緣水平應(yīng)與滅弧電壓（額定電壓）較低的變電所型避雷器進(jìn)行配合，其他設(shè)備則與滅弧電壓（額定電壓）較高的線路型避雷器相配合變壓器的全波基本沖擊絕緣水平(bil)與避雷器雷電沖擊保護(hù)水平(up)之間取一定的配合系數(shù)，系數(shù)根據(jù)各國(guó)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及傳統(tǒng)的取值略有不同，一般在1.21.4之間。國(guó)際電工委員會(huì)(1ec)規(guī)定此系數(shù)大于等于1.2，即(330500)kv電氣設(shè)備的絕緣水平由兩個(gè)參數(shù)表示全波基本沖擊絕緣水平(bil)，額定雷電沖擊耐受電壓操作基本沖擊絕緣水平(bsl)，額

6、定操作沖擊耐受電壓pu.bil21變壓器的操作基本沖擊絕緣水平(bsl)與避雷器的操作沖擊保護(hù)水平(up)相配合，配合系數(shù)不低于1.15，即pu.bsl151在220kv及以下的系統(tǒng)中，避雷器只用作雷電過電壓的防護(hù)措施 ，按上述原則根據(jù)避雷器的雷電沖擊保護(hù)水平可以確定變壓器的全波基本沖擊絕緣水平(bil) ，而操作沖擊絕緣水平(bsl)是用額定短時(shí)工頻耐受電壓，即工頻絕緣水平代替 1、2為雷電和操作沖擊電壓換算為等值工頻電壓用的沖擊系數(shù) 對(duì)于不用避雷器保護(hù)或非有效保護(hù)的設(shè)備，如斷路器、儀用互感器等，應(yīng)選用較高的雷電沖擊耐受電壓及與之對(duì)應(yīng)的操作沖擊耐受電壓 絕緣配合的統(tǒng)計(jì)法已知過電壓幅值及絕緣閃

7、絡(luò)電壓的統(tǒng)計(jì)特性，用計(jì)算方法求出絕緣閃絡(luò)的概率和線路的跳閘率，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的基礎(chǔ)上，正確地確定絕緣水平不僅定量地給出設(shè)計(jì)的安全程度，并能按照使每年設(shè)備折舊費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)及事故損失費(fèi)最小的原則進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì) 絕緣配合的統(tǒng)計(jì)法設(shè)：f(u)為過電壓概率密度函數(shù) p(u)為絕緣放電概率分布函數(shù) f(u0)du：過電壓在附近范圍內(nèi)出 現(xiàn)的概率 p(u0)：在過電壓u0作用下絕緣 放電的概率 p(u0)f(u0)du：出現(xiàn)這樣高的過電壓 并使絕緣放電的概率故障率r ： phmuduufupruphm：最大運(yùn)行相電壓幅值 簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)法 假定過電壓及絕緣放電概率的統(tǒng)計(jì)規(guī)律均服從正態(tài)分布，而且已知它們的標(biāo)準(zhǔn)偏差o、i 過電壓的概率密度函數(shù)絕緣放電的概率函數(shù) 22100021auue)u(fuuvidve)u(pai22121ua0：過電壓的均值uai：絕緣的50%放電電壓 輸電線路絕緣水平的確定 絕緣子片數(shù)的確定u在工作電壓下不發(fā)生污閃u雨天在操作過電壓下不發(fā)生閃絡(luò)u具有一定的雷電耐受水平，保證線路具有一定的耐雷水平cm/kv1unsp線路的泄漏距離（爬電比距）：線路額定電壓（有效值）絕緣子片數(shù)每片絕緣子的爬電比距輸電