操作过电压课件.ppt

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1、操作过电压1.电力系统操作过电压操作过电压发生在由于“操作”引起的过渡过程系统的运行状况发生突然变化，导致系统内部电感元件和电容元件之间电磁能量的互相转换，转换常常是强阻尼的、振荡性的过渡过程操作：分、合闸空载线路分、合闸空载变压器、电抗器各类故障，例如接地故障、断线故障等1.1操作过电压的特点与工频电压升高和谐振过电压相比：过电压幅值高强阻尼、高振荡性持续时间短由于操作过电压的能量来源于系统本身，故其幅值与额定电压大致有一定倍数关系，通常以系统最高运行相电压的幅值Uphm作为基值来计算过电压倍数Kn操作过电压的幅值，持续时间与电网结构参数，断路器性能，

2、系统接线，操作类型等因素有关，其中很多因素具有随机性，因此过电压幅值持续时间也具有统计性1.2操作过电压的特点1.3操作过电压的类型空载线路分闸过电压（开断电容性负载，还包括电容器组等）空载线路合闸过电压（包括计划性、重合闸）空载变压器分闸过电压（开断电感性负载，还包括电抗器、高压电动机等）间歇电弧接地过电压解列过电压1.4决定电力系统绝缘水平的依据之一对于电压等级低一些的系统，操作过电压虽不是决定绝缘水平的因素，但常因间隙电弧过电压等引起事故随着系统电压的提高，操作过电压的问题就突出出来，若不采取限压措施，将导致设备绝缘费用的迅速增加，因此330kV及

3、以上超高压、特高压系统操作过电压及其限制措施的研究就非常重要1.5规程规定选择绝缘时计算用操作过电压倍数相对地绝缘系统过电压倍数3560kV及以下系统（非直接接地）4.0110~154kV系统（非直接接地）3.5110~220kV系统（直接接地）3.0330kV系统（直接接地）2.75500kV系统（直接接地）2.0或2.21.5规程规定选择绝缘时计算用操作过电压倍数相间绝缘35~220kV的相间操作过电压可取相对地的1.3~1.4倍330kV的相间操作过电压可取相对地的1.4~1.45倍500kV的相间操作过电压可取相对地的1.5倍1.6限制操作

4、过电压措施线路上装设并联电抗器，限制工频电压升高改进断路器性能，采用带有并联电阻的断路器采用氧化锌避雷器限制过电压1.7研究操作过电压方法理论分析和数值计算模拟试验、现场测试、运行纪录，暂态网络分析仪（TNA）、数字模拟混合实时仿真系统以及先进的仪器仪表本课程主要介绍几种典型的操作过电压形成的原理，影响因素及主要防护措施2.合闸空载线路的过电压正常合闸:零初始条件自动重合闸:非零初始条件在超高压、特高压系统中，是决定电网绝缘水平的重要因素2.1产生合闸过电压的物理过程2.2产生合闸过电压的物理过程正常合闸采用集中参数的型等值电路进行计算分析单相集中参

5、数等值电路单相简化电路如忽略回路电阻，=0，设，则稳态分量最大值Ucm，反映空载线路的电容效应0/在1.5～3的范围内正常合闸时电路方程的解可能出现的最大过电压值正常合闸，过电压倍数为工频电压升高系数，为操作冲击系数2.3合闸过电压倍数发生单相接地故障，DL2三相跳闸，线路成为带接地故障的空载线路，DL1三相跳闸后，健全相分别在电容电流过零时熄弧，线路上留有残余电压，数值为约0.5秒后，DL1自动重合闸，如果线路上的残余电荷没有释放掉，且健全相中有一相的电源电势达最大、极性与残余电压相反，则该相将出现的过电压幅值为2.4自动重合闸自动重合闸过电

6、压波形影响因素合闸相位（随机）正常合闸，，，时最严重合闸速度愈低的断路器愈容易发生较大断口电压下的预击穿（如油断路器），0多处在最大值附近，幅值（反相）合闸几率较高，过电压高合闸速度较高时，预击穿可在任何相位下发生（如空气断路器），产生高幅值过电压的概率就小一些采用选相合闸，使断路器在两触头电位极性相同或电位差接近于零时完成合闸操作2.5限制措施合理装设并联电抗器，降低因线路电容效应等引起的工频电压的升高采用单相自动重合闸，避免线路残压的影响故障相被切除后，线路上没有残余电荷，而且系统零序回路的阻尼作用大于正序回路，甚至会使单相重合闸过电压低于正常合闸

7、过电压断路器带并联合闸电阻辅助触头B2先接通，并联电阻R串入回路，经过12个工频周期后，主触头B1闭合，并联电阻短接，完成了合闸过程合闸过程的等值电路2.5限制措施利用避雷器限制合闸避雷器动作后有工频电源的作用，对避雷器的通流容量要求较高3.切除空载线路过电压原因：断路器分闸过程中的重燃现象切除空载线路，断路器切除的是较小的容性电流（几十~几百安），比短路电流小得多取决于触头间恢复电压上升速度与介质强度恢复速度3.1开断空载线路等值电路L1：电源等值漏感L2：线路电感C1：母线侧对地电容C2：线路电容e(t)：电源电势e(t)=Emcos(t+0)

8、断路器的工频电流（容性电流），过零电弧熄灭，此时电容C上的电压为最大值，不考虑线