特高压输电技术5

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1、特高压电网内部过电压及其限制措施电力系统内部过电压是指由于电力系统故障和/或者开关操作而引起电网中电磁能量的转化，从而造成瞬时或持续时间较长的髙于电网额定允许电压并对电气装置造成威胁的电压升髙。内部过电压是电力系统中的一种电磁暂态现象。内部过电压分为操作过电压和暂时过电压两大类。操作过电压：在故障或操作时瞬间发生的过渡过程过电压。暂时过电压：分为工频过电压和谐振过电压。2004-12-141特高压电网内部过电压及其限制措施随着电网标称电压的升高，从高压、超高压到特高压，内部过电压对输变电设备绝缘设计的影响越来越大。

2、一方面，过电压的基值随标称电压的升高而增大，即使过电压倍数一样，过电压的幅值也随之增大。另一方面，随标称电压的升高，设备绝缘受电压的影响越来越敏感。特别是对特高压电网中的外绝缘，其耐受内过电压的水平出现了饱和现象，即放电电压与间隙距离成非线性关系。操作过电压是影响绝缘设计的关键因素，从高压、超高压到特高压，逐步降低过电压倍数至关重要。工频过电压是选择金属氧化物避雷器额定电压的基础，从而决定着绝缘配合，一定要限制到合适的水平。2004-12-142特高压电网内部过电压及其限制措施高压、超高压、特高压电网的过电压倍数：

3、2004-12-143特高压电网内部过电压及其限制措施高压、超高压、特高压电网的过电压倍数：各国特高压系统过电压水平2004-12-144特高压电网内部过电压及其限制措施工频过电压影响工频过电压的主要因素空载长线路的电容效应及系统阻抗的影响空载长线路上的电压分布空载长线末端电压升高与线路长度的关系2004-12-145特高压电网内部过电压及其限制措施线路甩负荷效应当输电线路重负荷运行时，由于某种原因线路末端断路器突然跳闸甩掉负荷，也是造成工频电压升高的原因之一，通常称为甩负荷效应。线路单相接地故障的影响发电机转速的

4、增加及自动电压调节器（AVR）和调速器2004-12-146特高压电网内部过电压及其限制措施限制工频过电压的可能措施使用高压并联电抗器补偿特高压线路电容使用可控高抗或可调节高抗使用良导体地线(或光纤复合架空地线OPGW)使用线路两端联动跳闸或过电压继电保护使用大容量金属氧化物避雷器选择合理的系统结构和运行方式2004-12-147特高压电网内部过电压及其限制措施潜供电流及其限制措施特高压线路的潜供电流大，恢复电压高，潜供电弧难以自熄灭，可能影响单相重合闸的无电流间歇时间和成功概率，故需研究限制潜供电流和加快潜供电弧

5、熄灭的措施。以提高特高压线路的单相重合闸成功率。潜供电流的机理潜供电流示意图2004-12-148特高压电网内部过电压及其限制措施加快特高压系统潜供电流熄灭措施在有高压并联电抗器的线路利用加装高压并联电抗器中性点电抗（又称小电抗）的方法,减小潜供电流和恢复电压。电抗器中性点接小电抗2004-12-149特高压电网内部过电压及其限制措施使用快速接地开关(HSGS)快速接地开关示意图快速接地开关的动作顺序2004-12-1410特高压电网内部过电压及其限制措施快速接地开关(HSGS)消除潜供电弧的原理：日本及一些国家采

6、用快速接地开关（HSGS）加速潜供电弧的熄灭。如前图所示,这种方法是在故障相线路两侧开关跳开后，先快速合上故障线路两侧的HSGS,将接地点的潜供电流转移到电阻很小的两侧闭合的接地开关上,并使大大降低恢复电压，以促使接地点潜供电弧熄灭；然后打开HSGS，利用开关的灭弧能力将其电弧强迫熄灭。最后再重合故障相线路。2004-12-1411特高压电网内部过电压及其限制措施操作过电压限制特高压系统操作过电压主要措施金属氧化物避雷器（MOA）断路器合闸电阻限制合闸过电压使用控制断路器合闸相角方法降低合闸过电压使用断路器分闸电阻

7、限制甩负荷分闸过电压的可行性选择适当的运行方式以降低操作过电压2004-12-1412特高压电网内部过电压及其限制措施不同过电压限制措施1000kV线路合闸操作过电压的影响仅使用MOA限制合闸过电压使用MOA及控制合闸相角方式限制过电压使用断路器合闸电阻及MOA限制合闸过电压采用MOA及合闸电阻限制合闸过电压波形2004-12-1413特高压电网内部过电压及其限制措施不同过电压限制措施特高压线路分闸操作过电压的影响仅使用MOA限制分闸过电压使用断路器分闸电阻及MOA限制甩负荷分闸操作过电压可控高压并联电抗器对分闸操

8、作过电压影响可控高抗对分闸操作过电压影响对比可控高抗及线路中部MOA状况线路首端过电压(p.u.)线路中部过电压(p.u.)线路末端过电压(p.u.)避雷器最大能耗(MJ)固定高抗(90%补偿度)1.431.681.512.550ms完成调节1.441.731.546.1100ms完成调节1.441.731.547.62004-12-1414特高压电网内部过