第13章電力系統(tǒng)的絕緣配合

1、高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)第第1 13 3章章 電力系統(tǒng)的絕緣配合電力系統(tǒng)的絕緣配合13.1 絕緣配合的基本概念與方法絕緣配合的基本概念與方法 13.2 輸變電設(shè)備絕緣水平的確定輸變電設(shè)備絕緣水平的確定 13.3 輸電線路絕緣水平的確定輸電線路絕緣水平的確定發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)備的絕緣線路的絕緣電力系統(tǒng)絕緣輸變電設(shè)備絕緣部分的投資占總設(shè)備投資的比重越來越大 系統(tǒng)電壓等級高，輸送容量大，一旦出現(xiàn)故障，損失巨大 絕緣配合重要性高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)13.1 絕緣配合的基本概念與方法絕緣配合的基本概念與方法絕緣配合：絕緣配合： 綜合考慮電氣設(shè)備在電力系統(tǒng)中可能承受的各種電壓、保護裝置的特性和設(shè)備絕緣對各種作

2、用電壓的耐受特性，合理地確定設(shè)備必要的絕緣水平，以使設(shè)備的造價、維修費用和設(shè)備絕緣故障引起的事故損失，達到在經(jīng)濟上和安全運行上效益最高的目的。 高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)電氣設(shè)備的絕緣水平：電氣設(shè)備的絕緣水平：指該電氣設(shè)備能承受的試驗電壓值。 包括：短時工頻試驗電壓、工頻放電電壓、長時間工頻試驗電壓、雷電沖擊試驗電壓等。 技術(shù)上技術(shù)上要處理好各種作用電壓、限壓措施及設(shè)備絕緣耐受能力三者之間的相互配合關(guān)系； 經(jīng)濟上經(jīng)濟上要協(xié)調(diào)投資費用、維護費用及事故損失費用三者的關(guān)系。高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)13.1.1 絕緣配合的原則絕緣配合的原則 220kV 以下的電網(wǎng)，電氣設(shè)備的絕緣水平主要由大氣過電壓決定330k

3、V 及以上的超高壓絕緣配合中，操作過電壓將起主導作用 特高壓電網(wǎng)的絕緣水平可能由工頻過電壓及長時間工作電壓決定不考慮諧振過電壓；不考慮線路絕緣與變電站絕緣間的配合 高電壓技術(shù)高電壓技術(shù) 除型式試驗外，一般電氣設(shè)備出廠試驗只做 l min 工頻耐壓試驗。這不僅是為了試驗的方便，也是考慮到在某種程度上雷電沖擊對絕緣的作用可用工頻電壓來等價的緣故。 大氣過電壓下的避雷器殘壓雷電沖擊耐受電壓等值工頻耐受電壓內(nèi)部過電壓操作沖擊耐受電壓等值工頻耐受電壓工頻試驗電壓/1 /2 高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)13.1.2 絕緣配合的方法絕緣配合的方法 慣用法 首先確定設(shè)備上可能出現(xiàn)的最危險的過電壓，然后根據(jù)運行經(jīng)驗乘上

4、一個考慮各種因素的影響 和一定裕度的系數(shù)，從而決定絕緣應(yīng)耐受的電壓水平。 慣用法對有自恢復(fù)能力的絕緣（如氣體絕緣）和無自恢復(fù)能力的絕緣（如固體絕緣）都是適用的。 高電壓技術(shù)高電壓技術(shù) 統(tǒng)計法 統(tǒng)計法是根據(jù)過電壓幅值和絕緣的耐受強度的概率分布，用計算的方法求出絕緣放電的概率和線路故障率，在技術(shù)經(jīng)濟比較的基礎(chǔ)上，正確地確定絕緣水平。 簡化統(tǒng)計法 在簡化統(tǒng)計法中，對過電壓和絕緣特性兩條概率曲線的形狀，作出一些通常認為合理的假定，并已知其標準偏差。在此基礎(chǔ)上可以計算絕緣的故障率。 絕緣配合的統(tǒng)計法至今只能用于自恢復(fù)絕緣，主要是輸變電設(shè)備的外絕緣。 高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)13.2 輸變電設(shè)備絕緣水平的確定

5、輸變電設(shè)備絕緣水平的確定標準放電電流的波形和其幅值下的殘壓1.2/50 s標準雷電沖擊放電電壓上限 沖擊波波前放電電壓最大值除以 1.15 避雷器雷電沖擊保護水平BIL取最大值250/2500 s標準沖擊波間隙放電電壓的上限 規(guī)定操作沖擊電流下的殘壓 避雷器操作沖擊保護水平BSL取最大值高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)變壓器BIL（1.251.4）避雷器避雷器BIL（當電氣設(shè)備與避雷器緊靠時，取 1.25，有一定距離時取 1.4。）變壓器BSL（1.15）避雷器避雷器BSL（操作安全系數(shù)比較小，因為操作波比較平緩，距離效應(yīng)不強烈 ）高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)13.3 輸電線路絕緣水平的確定輸電線路絕緣水平的確定

6、 絕緣子片數(shù)的確定 要求： 在工作電壓下不發(fā)生污閃； 下雨天在操作過電壓下不發(fā)生閃絡(luò)； 具有一定的雷電沖擊耐受強度，保證線路 有一定的耐雷水平。 高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)方法： （1 1）按工作電壓下所要求的泄漏距離（爬電比）按工作電壓下所要求的泄漏距離（爬電比距）決定所需絕緣子片數(shù)距）決定所需絕緣子片數(shù) p1nsU式中 n 每串絕緣子片數(shù)； 每片絕緣子的爬電比距，cm； U1 線路的額定電壓，kV。高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)不同污穢地區(qū)最小泄漏比距 外絕緣污穢等級最小爬電比距（cm kV1）線路電站設(shè)備01.391.62.02.53.11.481.62.02.53.1必須滿足：p0sss0 為不同污穢

7、地區(qū)要求的泄漏比距。高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)（2 2）按內(nèi)部過電壓進行驗算）按內(nèi)部過電壓進行驗算 目前一般是用絕緣子串的工頻濕放電電壓來代替絕緣子串在內(nèi)部過電壓作用時的放電電壓。這樣，n個絕緣子的工頻濕閃電壓 Ush 則為 sh0ph1.1Uk U 為了安全，需要增加一些絕緣子。目前我國規(guī)定，絕緣子串中應(yīng)預(yù)留的零值絕緣子數(shù)為：35 220kV線路，直線桿 l 片，耐張桿 2 片；對于 330kV 及以上線路，直線桿 1 2 片，耐張桿 2 3 片。 高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)（3 3）按大氣過電壓進行驗算）按大氣過電壓進行驗算 一般情況下，大氣過電壓對確定絕緣子串的片數(shù)影響是不大的，因為耐雷水平不完全決

8、定于絕緣子片數(shù)，而主要取決于各項防雷措施的綜合效果。但在特殊高桿塔或高海拔地區(qū)，雷電過電壓則成為確定絕緣子片數(shù)的決定因素。 高電壓技術(shù)高電壓技術(shù) 輸電線路空氣間隙的確定 導線對大地的空氣間隙 主要考慮穿越導線下的最高物體與導線間的安全距離，以及超高壓輸電線的靜電感應(yīng)問題。 導線對導線的空氣間隙 在低電壓等級時以不碰線為原則。 導線對架空地線的空氣間隙 由雷擊避雷線檔距中間不引起對導線的氣隙擊穿來確定 。 導線對桿塔及橫擔的空氣間隙高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)p1phUkUps sp + lsinp ss + lsins S0ph1.2Uk Uss絕緣子串50%放電電壓的85%sl + lsinl ls選擇最大者 導線對桿塔的距離 高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)額定電壓(kV)3560110154220330500直接接地非直接接地直接接地非直接接地XP型絕緣子片數(shù)357710101317（1