過電壓與絕緣配合課件

工頻電壓升高電力系統(tǒng)中，因為斷路器的操作、事故或其它原因，系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化，引起電磁能量振蕩轉換或傳遞所出現(xiàn)的超過正常運行電壓的電壓升高稱為內部過電壓由于引起內部過電壓的電磁能量來自電力系統(tǒng)內部，其幅值與額定電壓成正比，工程上內部過電壓的大小用內部過電壓倍數(shù)kn表示最高運行相電壓幅值＝0－0.1s幅值高、強阻尼、高頻振蕩、時間短（五個周波）操作過電壓0.1－1s幅值低、弱阻尼、無高頻振蕩、時間長（5－50個周波）暫態(tài)工頻電壓升高2－3s穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)工頻電壓升高我國第一條500kV線路合空載線路試驗電壓波形線路長336km，斷路器合閘電阻400Ω，首末端接高壓并聯(lián)電抗器內部過電壓工頻電壓升高諧振過電壓空載長線容升效應甩負荷不對稱短路操作過電壓切、合空載長線過電壓切空載變壓器過電壓弧光接地過電壓暫時過電壓線性諧振非線性諧振參數(shù)諧振斷路器單相接地

5.1空載長線路的電容效應工頻電壓升高對系統(tǒng)中正常運行的電氣設備一般沒有危險，但在超高壓遠距離輸電確定絕緣水平時，起著主要的作用1）工頻電壓升高再疊加操作過電壓過電壓幅值高2）影響避雷器的最大允許工作電壓滅弧電壓>最高工頻電壓3）持續(xù)時間長，對絕緣及運行性能有重大影響游離、老化、污閃、干擾等我國500kV電網(wǎng):要求母線的暫態(tài)工頻電壓升高不超過工頻電壓的1.3倍（420kV），線路不超過1.4倍（444kV），空載變壓器允許1.3倍工頻電壓持續(xù)1min空載長線電容效應引起的工頻電壓升高一、電容效應如果LC回路固有振蕩頻率回路電流呈容性二、空載均勻無損輸電線的容升效應及限制相位系數(shù)特性阻抗沿線電壓、電流與末端電壓的關系線路長為l時首末端電壓關系沿線電壓與首端電壓關系可見沿線電壓分布呈余弦規(guī)律越靠近線路末端電壓越高傳遞系數(shù)空載線路末端邊界條件電流xs：電源感抗

xL：高壓并聯(lián)電抗器感抗空載線路末端邊界條件電流末端電壓與電源電壓關系沿線電壓與末端電壓關系首端電壓與末端電壓關系沿線電壓與首端電壓關系沿線最高電壓

出現(xiàn)在距末端處可見：電源感抗會升高線路首端電壓故升高整條線路電壓可用高壓并聯(lián)電抗器降低沿線電壓限制工頻電壓升高的措施根據(jù)安裝組數(shù)和位置不同，限制工頻電壓升高效果不同第6章操作過電壓操作過電壓屬于內部過電壓操作是廣義的：計劃性斷路器的合閘和跳閘故障時斷路器的跳閘切：L（空變、L、電動機）C（空線、電容器組）解列合：空線35kV及以下中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相弧光接地時，不大的電容電流流經(jīng)接地點，產生時燃時滅的電弧相當于開關的反復操作弧光接地過電壓操作引起暫態(tài)過程，電磁能量發(fā)生轉化，出現(xiàn)過電壓由于操作過電壓幅值與系統(tǒng)額定電壓有關，因此電壓等級越高的系統(tǒng)操作過電壓越高系統(tǒng)的絕緣水平220kV及以下330kV及以上雷電過電壓操作過電壓主要我國規(guī)程規(guī)定：操作過電壓倍數(shù)35－60kV及以下（非直接接地）系統(tǒng)≯4.0110－220kV（直接接地）系統(tǒng)≯3.5330kV系統(tǒng)≯3.0500kV系統(tǒng)≯2.0（或2.2）限制操作過電壓措施：帶并聯(lián)電阻的斷路器、MOA、高壓并聯(lián)電抗器6.1空載線路合閘過電壓合空線及重合閘產生的過電壓是系統(tǒng)中常見的操作過電壓由于斷路器滅弧能力的提高，切空線時現(xiàn)基本上不發(fā)生重燃，故切空線過電壓最大過電壓只測到1.19倍，而合空線最大過電壓達2.03倍，自動重合閘時更高∴超高壓系統(tǒng)中合（包括重合）空線過電壓是選擇絕緣水平的決定因素合閘計劃性合閘線上無殘余電壓重合閘線上有殘余電壓存在起始值過電壓更高三相重合閘過電壓理論上可達3倍，但實際中過電壓受很多因素影響：合閘相位、回路損耗、殘壓電壓的變化、并聯(lián)電抗器、斷路器的不同期性限制措施：（一）帶并聯(lián)電阻的斷路器（二）MOA利用帶并聯(lián)電阻的斷路器限制操作過電壓操作過電壓出現(xiàn)在操作或故障引起的電磁暫態(tài)過渡過程中過渡過程是振蕩的若R大阻尼作用使衰減很快，過電壓斷路器加并聯(lián)電阻及一對輔助觸頭，使合閘、分閘過程在兩個階段進行，并聯(lián)電阻起到減小穩(wěn)態(tài)和自由分量、阻尼作用過電壓R合閘電阻我國：500kVR＝400Ω330kVR＝800Ω國外：500kVR＝400－1200Ω6.2切除空載線路過電壓切空線操作是常見的一種操作，如檢修線路斷路器觸頭分離后，電弧熄滅，但觸頭間恢復電壓上升速度超過了介質強度的恢復速度，電弧就可能發(fā)生重燃，在線路上出現(xiàn)過電壓。如果斷路器滅弧能力越差，重燃概率越大，過電壓幅值就越高（3倍以上）且持續(xù)時間很長（0.5－1個周期）。因此220kV及以下系統(tǒng)絕緣水平考慮過電壓時，主要以切空線過電壓為依據(jù)。線路上過電壓＋3、－5、＋7、－9…重燃次數(shù)越多，過電壓越高。實際中過電壓一般在2.5倍以下，但測量到過4.8倍切空頁線過挖電壓太產生虜?shù)母驹h因是鉗斷路專器重逃燃影仗響因灘素：斷路器狼的滅弧椅性能線路泄宣漏損耗中性點鬼運行方窄式系統(tǒng)越參數(shù)富限因制措聯(lián)施：改善施斷路夫器滅靜弧性果能采用帶堵并聯(lián)電旁阻的斷躁路器采用MO透A6.獅3切除空讓載變壓壁器過電親壓是一乳種常泛規(guī)操肌作，跌如果DL和T配合不應當，可術能產生抗很高的衛(wèi)過電壓苗斷路器予通常是斬按能開鍛斷強大葵的短路救電流（臣幾－幾笑十kA）設計陸的，滅休弧能力羞很強贏外能式例斷路器建滅弧峽能力與逼開斷的文電流大園小有關恒自能式單斷路器休滅弧袍能力與抱開斷的泄電流大蘇小關系但不大饒如壓縮答空氣斷昆路器、釣有壓油秒活塞的餃少油斷銀路器各用滅弧定能力很固強的斷姥路器開岸斷空載扯變壓器賣的激磁耕電流（繞一般為懂額定電柳流的0.系5－4％，即載幾－幾縫十A）時，運電流就趨可能在睛過零前掀被強迫演切斷（疊截流）加產生箭切空變繡過電壓鮮的根本叼原因是劍斷路器棚的截流現(xiàn)象初始黨能量銅：變壓器藍特性阻改抗如果激汽磁電流究最大值桌（電容接電壓為坑零）時逼截斷過羊電壓最瓜高Ucm=ILmZT預期過譽電壓晨影響因啞素：痰斷路器云性能變壓佳器參暫數(shù)根過電隔壓幅拔值較群高但魯持續(xù)釘時間掛短，雖能量德低（玩比雷堆電過紡電壓翻作用飾下的送能量借小一橋個數(shù)太量級餃）曾限印制措明施：怪閥型俗避雷稻器兩側竭中性澡點接蘿地方漆式相狠同低害壓側婦裝督不濫同兩僑側裝6.7中性點棒不接地倉系統(tǒng)的泥弧光接很地過電酬壓實際工襲程中，秒單相接妙地是系肺統(tǒng)主要悲故障形乒式（60％）中群性點不雨接地系績統(tǒng)中，什單相接棄地時，郵非故障采相（健覺全相）呀電壓升咬高為線校電壓，艙中性點縮慧升為相衫電壓，櫻由于電惰源仍然潔對稱，碑不必立林即跳閘廟，允許占帶故障抄運行0.5－2小時（1）可遺大大沒提高定供電必可靠司性（2）故仙障時擦電壓暗的升認高對閱電壓背等級醬較低飄的系群統(tǒng)投概資影癢響不呼大一般我蓄國60k四V及以下撇都采用窯中性點套不接地肅的運行止方式科但犁如果接汪地故障栗不能自剪動消失之，存在（1）相由間短傅路立獨即跳皮閘（2）時飯燃時夢滅電羊弧可愛能產棒生幅取值很牌高、墊持續(xù)眉時間運較長護的弧駱光接某地過村電壓正常挺運行象時：A相對地賊短路后鳥：Uxg為最繞高運佳行相耽電壓清流過夾故障槽點的晉電流拔為單飄相接御地電碗容電去流統(tǒng)計畝和表輛明：10k石V線路長<10仆00k則mIc≯3疫0A35k舌V線路球長<10科0kmIc≯1冊0A若Ic>30床A（10界kV）Ic>1喇0A（35k沉V）單相塌接地死電容斧電流小過零擔熄滅艘不再澡重燃單相接污地電容斃電流過冬零熄滅仁但可能暫重燃，納不能形么成穩(wěn)定化燃燒的悉電弧，梨故時燃棒時滅猶穴如不斷侵開合的被開關，領會產生告幅值很薯高的弧遲光接地系過電壓故障達電流陵有工備頻分吃量和落高頻簽分量飼，因蛋此電據(jù)弧熄皆滅可能能是政工頻微電流種過零甜時也惠可能惱是高授頻電蹤蝶流過若零時工頻陽熄弧腰理論長分除析出潛的過蠻電壓鏟水平扯較低高頻持熄弧傻理論肆分剖析出太的過執(zhí)電壓憐水平蘆較高健全相蠢上過電仆壓：第干一次發(fā)附弧時2.5量Uxg以后最喪大為3.肝5Uxg實際童工程濾中：明弧光付接地凍過電窄壓最嗓大3.5倍，絕禁大多數(shù)<3崇.1過電換壓水不平不三算太健高，我但持摟續(xù)時體間較扇長，付可能轉危及衣一些賞老設可備及坦直配宅電機凳等絕柄緣水糾平低井的設剩備消弧鋤線圈表電流貢補償婆單相反接地芒電容茶電流柿，減聚小接匯地電齒流使非其過狡零熄怒弧后氏不再惑重燃經(jīng)，接暑地故六障自癥動消茄失第7章鑼諧振漫過電借壓電力系么統(tǒng)包含罰有許多臟電感和叉電容元竿件L：發(fā)電處機、變富壓器、潔互感器炒、電抗巡壽器、消嫁弧線圈荷等C：線路嚇對地電達容、導輸線間電貨容、補艦償用的賤并、串競聯(lián)電容園、高壓俊設備的蓬雜散電冬容、均采壓電容賞等閥存在侮有一系諷列的復薄雜的振悼蕩電路磨，正常響運行時睜由于負屆載的阻鞠尼或大敢功率電光源的存晶在，不勵會發(fā)生宗嚴重的示振蕩。話但操作拋或事故填引起的枕空載或諒輕載時阻可能產番生幅值發(fā)較高、尺持續(xù)時谷間較長溫的諧振淘過電壓根據(jù)電炸感的特熔性把諧礙振分為鎮(zhèn)：線性困諧振阻、非怕線性朽（鐵拳磁）畫諧振唯、參窩數(shù)諧益振7.紀3基波鐵慢磁諧振鐵磁諧夫振的諧能振頻率娃可能是關電源頻況率的整順數(shù)倍和濁分數(shù)倍謝，分別坡稱為高佩頻諧振幣和分頻拔諧振，拳振蕩頻后率等于儲或接近借電源頻凍率時產濫生的諧南振過電朝壓稱為耀基波諧摧振過電哄壓1.穩(wěn)定妙工作倘點和植諧振葉條件與曲線苗相交于a1、a2、a3，但是稻不是都桐是穩(wěn)定民工作點桐？物理徑上判斷檔是否穩(wěn)閘定工作猾點，用薄“小擾欄動”理激論，即布電源電沃壓出現(xiàn)水小的擾剖動ΔE后，工棵作點能呼否回到使原來的誕工作點a1:ΔE>餐0→I精a1→a’1ΔE消失屬后E<ΔU→I→a1點ΔE<0→I師a1→a拜’’1ΔE消失挑后E>ΔU→I→a1點a3：具有晴與a1相同莖的性辯質∴a1和a3點都赴是穩(wěn)促定工慣作點辣（能趴經(jīng)受附小擾爆動）a2：ΔE<桂0→I染a2→a’2ΔE消失后E>ΔU→I→a3點ΔE>0→I型a2→a鋒’’2ΔE消失后E<ΔU→I→a1點∴a2不是穩(wěn)敬定工作鋤點（不趁能經(jīng)受紐奉小擾動揉）a1為非題諧振挎點（古感性握）a3為諧刷振點擇（容橡性，UL、UC、I都很大頃）產生鐵廊磁諧振儀的必要巧條件：L0為鐵芯血工作在鎮(zhèn)未飽和控區(qū)域（村線性部暫分）的繩電感2.躍變現(xiàn)啊象（相定位反傾扣）叛一旦要諧振發(fā)恥生，就逢從非諧類振的工嗓作點躍變到諧弊振的核工作撥點同價時回虜路電敗流從促感性鑰變?yōu)榇廊菪运{，相位反廟傾3.自持凈現(xiàn)象反和自丘激現(xiàn)皺象都諧振伐發(fā)生裁后，屑既便偶激發(fā)牌諧振在的因旗素消情失，浩諧振蘿仍能自持電源電衫壓超過Um即發(fā)罵生自激諧振4.回路電韻阻的阻屆尼作用線回路電鄭阻起著拒縮小諧溉振區(qū)域押甚至不附能諧振倦的作用進電感的反非線性奪是產生撥鐵磁諧嗎振的根飯本原因可，過電趟壓倍數(shù)<3鐵磁諧武振過電現(xiàn)壓限制務措施改善牢電磁窯式電阿壓互巷感器女的激查磁特恰性采用電撫容式電議壓互感瘋器增大堅阻尼況電阻參數(shù)和告運行方盞式上避價開諧振第8章與絕緣稱配合過電壓各種槽過電替壓產蹦生機紅理、講大小遣、波廚形旗限制購和降饑低過萄電壓賣的措鴿施絕緣各種絕梳緣材料階在電場怖作用下孔的電氣砌物理特棋性和強殖電場下亮擊穿特糊性及規(guī)援律，以摧及如何敘設計出我技術先失進、經(jīng)冶濟合理歉、安全撈可靠的值絕緣結券構絕緣荷配合字：根幻玉據(jù)電巾氣設斗備所寄在系觀統(tǒng)中終可能榨出現(xiàn)騎的作罪用電鉗壓（疾正常拴運行嶼電壓姿和過謠電壓烏），鑒考慮要限壓感裝置烏的特各性和充電氣穗設備始本身枕的絕對緣特筑性來以確定評必要君的耐刊受強患度，具以便振把作鐘用電她壓所憐引起體的設辱備絕罵緣損蓮壞和販影響顯連續(xù)辱運行番