第六節(jié) 工頻電壓升高

1、第六節(jié) 工頻電壓升高空載長線電容效應(yīng)引起的工頻電壓升高 不對稱短路引起的工頻電壓升高 甩負(fù)荷引起的工頻電壓升高1工頻電壓升高在絕緣裕度較小的超高壓輸電系統(tǒng)中受到很大的注意的原因如下： 由于工頻電壓升高大都在空載或輕載條件下發(fā)生，與多種操作過電壓的發(fā)生條件相同或相似，所以它們有可能同時出現(xiàn)、相互，疊加。所以在設(shè)計高電壓的絕緣時，應(yīng)計及它們的聯(lián)合作用； 工頻電壓升高是決定某些過電壓保護(hù)袈置工作條件的重要依據(jù)，所以它直接影響避雷器的保護(hù)特性和電力設(shè)備的絕緣水平； 由于工頓電壓升高是不衰減或弱衰減現(xiàn)象，持續(xù)的時間很長，對設(shè)備絕緣及其運行條件也有很大的影響。2一、空載長線電容效應(yīng)引起的工頻電壓升高輸電線

2、路在長度不很大時，可用集中參數(shù)的電阻、電感和電容來代替，圖9-15（a）給出了它的T型等值電路。由于線路空載，可簡化成一R、L、C串連電路，如圖9-15（b）所示。3一般R要比XL和XC小得多，而空載線路的工頻容抗XC又要大于工頻感抗XL，因此在工頻電勢 的作用下，線路上流過的容性電流在感抗上造成的壓降 將使容抗上的電壓 高于電源電勢。 若忽略R的作用，則 4由于電感與電容上的壓降反相，且 ，可見電容上的壓降大于電源電勢，如圖9-15（c）所示。 隨著輸電電壓的提高、輸送距離的增長，在分析空載長線的電容效應(yīng)時，也需要采用分布參數(shù)等值電路，但基本結(jié)論與前面所述者相似。為了限制這種工頻電壓升高現(xiàn)象

3、，大多采用并聯(lián)電抗器來補償線路的電容電流以削弱電容效應(yīng)，效果十分顯著。5二、不對成短路引起的工頻電壓升高 不對稱短路是電力系統(tǒng)中最常見的故障形式，當(dāng)發(fā)生單相或兩相對地短路時，健全相上的電壓都會升高，其中單相接地引起的電壓升高更大一些。此外，閥式避雷器的滅弧電壓通常也就是根據(jù)單相接地時的工頻電壓升高來選定的，所以下面只討論單相接地的情況。 單相接地時，故障點各相的電壓、電流是不對稱的，為了計算健全相上的電壓升高，通常采用對稱分量法和復(fù)合序網(wǎng)進(jìn)行分析，不僅計算方便，且可計及長線的分布特性。6當(dāng)A相接地時，B、C兩健全相上電壓的模值為：K為接地系數(shù),它表示單相接地故障時健全相的最高對地工頻電壓有效值

4、與無故障時對地電壓有效值之比.7按電網(wǎng)中性點接地方式分析健全相電壓升高的程度： 對中性點不接地（絕緣）的電網(wǎng):X0取決于線路的容抗，故為負(fù)值。單相接地時健全相上的工頻電壓升高約定為額定（線）電壓Un的1.1倍，避雷器的滅弧電壓按110%Un選擇，可稱為“110%避雷器”。 對中性點經(jīng)消弧線圈接地的3560kV電網(wǎng)，在過補償狀態(tài)下運行時，X0為很大的正值，單相接地時健全相上電壓接近等于額定電壓Un，故采用“100%避雷器”。8對中性點有效接地的110220kV電網(wǎng)，X0為不大的正值，其中X0/X13。單相接地時健全相上的電壓升高不大于1.4UA0(0.8Un)，故采用的是“80%避雷器”。9 當(dāng)

5、輸電線路在傳輸較大容量時，斷路器因某種原因而突然跳閘甩掉負(fù)荷時，會在原動機與發(fā)電機內(nèi)引起一系列機電暫態(tài)過程，它是造成工頻電壓升高的又一原因。 在發(fā)電機突然失去部分或全部負(fù)荷時，通過激磁繞組的磁通因須遵循磁鏈?zhǔn)睾阍瓌t而不會突變，與其對應(yīng)的電源電勢Ed維持原來的數(shù)值。原先負(fù)荷的電感電流對發(fā)電機主磁通的去磁效應(yīng)突然消失，而空載線路的電容電流對主磁通起助磁作用，使Ed反而增大，要等到自動電壓調(diào)節(jié)器開始發(fā)揮作用時，才逐步下降三、甩負(fù)荷引起的工頻電壓升高10 另一方面，從機械過程來看，發(fā)電機突然甩掉一部分負(fù)荷后，因原動機的調(diào)速器有一定慣性，在短時間內(nèi)輸入原動機的功率來不及減少，將使發(fā)電機轉(zhuǎn)速增大、電源頻率上升，不但發(fā)電機的電勢隨轉(zhuǎn)速的增大而升高，而且還會加劇線路的電容效應(yīng)，從而引起較大電壓的升高。 11在一般情況下，220kV及以下的電網(wǎng)中不需要采取特殊措施來限制工頻電壓升高 在330500kV超高壓電網(wǎng)中，應(yīng)采用并聯(lián)電抗器或靜止補償裝置等措施，將工頻電壓升高限制到1.31.4倍相電壓以下在考慮線路的工頻電壓升高時，如果同時計及空載線路的電容效應(yīng)、單相接地及突然甩負(fù)荷等三種情況，那么工頻電壓升高可達(dá)到相當(dāng)大的數(shù)值。實際運行經(jīng)驗表明：12小 結(jié)工頻電壓升高的倍數(shù)雖然不大，一般不會對電力系統(tǒng)的絕緣直接造成危害，但是它在絕緣裕度較小的超高