教案-第六章电力系统的绝缘配合(教案)

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1、电力系统工频电压升高、内部过电压的概念1、定义：在电力系统内部，由于断路器的操作或系统发生故障，使系统参数了发生变化，引起电磁能量的转化或传递，在系统中出现的过电压。2、类型：(1)工频电压升高(2)操作过电压(3)谐振过电压3、特点：(1)过电压的能量來源于电网木身(2)过电压的幅值与电网的工频电压大致有一定的倍数关系，通常以系统的最高运行相电压为基础计算过电压倍数K。(3)过电压持续的时间较氏6、1电力系统工频过电压一、工频过电压的产生系统止常运行或故障时产生。如：1、空载长线路末端电压的升高

2、2、发生单和接地故障时，非故障相电压的升高。3甩负荷引起的工频电压升高二、特点：1、过电压倍数不大，对正常绝缘的电气设备一般没有危险2、在超高压输电中成为确定系统绝缘水平的重要因素。(1)工频电压升高将直接影响操作过电压的幅值。(2)工频电压升高是决定保护电器(避雷器)工作条件的重要因素。(3)工频电压升高持续时间氏，对设备的绝缘不利。三、形式：1、空载长线路末端电压升高2、不对称短路引起的工频电压升高3、甩负荷引起的工频电压升高四、空载长线路电容效应引起的电压升高1、输电线路的等值电路：2、首端

3、与末端电压之比为：对于无穷大容量的系统，可以证明：式中：Q—相位常数，a=0.06°/KM1—线路长度说明线路末端电压高于首端电压，线路越长，末端电压越高，这种现象是由于电容性充电电流造成的，称为电容效应。3、系统电源容量对电容效应的影响沿线路的工频电压按余弦规律分布K20=U2/E=COS（1）/COS（a1+（]））①=arctgXs/Z式中:xs-系统电源的等值阻抗Z—导线的波阻抗可见，电源容量越小，电抗越大，工频电压升高越严重，即电源电抗的存在相当于使线路变长了。举例说明:P.125五、不

4、对称短路引起的工频电压升高1、系统发生单相或两相接地故障时，非故障相（健全相）上工频电压将升高（阀式避雷器的灭弧电压是以此升高值决定）2、分析单相接地（以A相接地为例）:利用对称分量法可以求出：（推导从略）零序电抗Xo的大小与系统屮性点接地方式有关（1）对于3〜10KV系统（中性点绝缘系统）：X（）由线路容抗决定，为负值。则Xo/Xi的值比稍大。BU：健全相上电压为1、1倍线电压选110%避雷器：如10KV避雷器的灭弧电压为（220KV及以下系统的最高工作电压按1、15Un确定）即选FZ—10/1

5、2、7的避雷器（2）对丁，35〜60KV屮性点经消弧线圈接地系统X。为正值，健全相上电压接近线电压选100%避雷器：如35KV避雷器的灭弧电压为1、0*1、15Un=K15*35=40.25KV即选FZ—35/41避雷器（3）110〜220KV为中性点直接接地系统一般X（）/X]3,则健全相上电压不大于1、4倍相电压。约80%线电压。选80%避雷器：(1)330KV及以上超高压系统系统中全部变压器中性点接地，健全相电压升高为0.75倍线电压以ho考虑电容效应：线路首端选80%避雷器，末端选90%避

6、雷器六、甩负荷引起的工频电压升高1、当发电机突然甩负荷时，将造成线路工频电压升高2、此种过电压的计算较复朵，在此只引出一些结论性概念运行经验表明：220KV及以下电网一般不需耍采取特殊措施限制；220KV及以上需要采取限制措施。七、工频电压升高的限制措施1、利用并联电抗器补偿空载线路的电容效应。2、利用静止补偿器调节系统无功，控制系统电压。3、采用降低输电线路零序阻抗的方法6.2电力系统的操作过电压一、操作过电压的产生及类型1、产生：系统中对断路器的操作而带来的过电压。其过电压倍数K的大小和持续时

7、间与电网的结构，断路器的性能，系统的接线方式及运行操作方式有关。K一般为3〜42、类型:(1)空载线路合闸过电压(2)切除空载线路过电压(3)切除空载变压器过电压(4)屮性点不接地系统中弧光过电压二、操作过电压对系统的影响1、220KV及以下系统的绝缘水平由雷闪过电压决定操作过电压对设备绝缘的威胁不大，可不采取专门的限制措施2、对于220KV以上的超高压、特高压系统其绝缘水平如果按(3〜4)Umph(最大运行相电压的幅值)的操作过电压来考虑，其绝缘费用将大幅度增加，因此必须采取措施限制操作过电压在

8、一定水平下。三、空载线路合闸过电压及其限制措施1、计划合闸2、自动重合闸线路出现故障时保护跳闸后，经口动重合闸装置进行合闸操作。此时线路上存在残余电压，产生的过电压比计划合闸更严重。考虑最严重的情况：假设合闸时电源电压为+Em,残余电压为则振荡过程小电容上的最大电压为：Uc=稳态值+（稳态值一起始值）=Em+[Em—（—Em）=3Em3、影响过电压的因素合闸相位；残余电荷；断路器合闸的不同期；回路损耗；电容效应4、限制过电压的措施（1）限制工频电压升高（2）断路器触头并电阻（3）消