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(精)操作过电压.ppt

发布:2017-01-04约5.22千字共50页下载文档
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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 1.2 操作过电压的特点 操作过电压的幅值,持续时间与电网结构参数,断路器性能,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 1.3 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 1.5 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 2.2 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 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 2.3 合闸过电压倍数 可能出现的最大过电压值 自动重合闸过电压波形 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过电压 2.5 限制措施 断路器带并联合闸电阻 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) 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 ,不考虑线路上残余电荷泄漏,断路器触头间恢复电压Ur(t)为 经过半个周期,恢复电压达2Em,此时,如果断路器断口处介质强度恢复很快,电弧从此弧灭,分闸过程结束,不会产生过电压,否则可能重燃 3.2 切空线过电压发展过程 3.2 切空线过电压发展过程 每隔半个工频周期就重燃一次和熄弧一次,过电压将按7Em,-9 Em ….. 逐次增加,直到触头间已有足够的绝缘强度,电弧不再重燃为止 3.3 影响因素 断路器的性能 自能式断路器
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