一、电力系统中各种绝缘在运行过程中除了长期受到工作电压的作用外,还会受到各种比工作电压高得多的过电压的作用。按照产生根源的不同,过电压有如下分类:1.内部过电压1.0暂时过电压1.0.1工频过电压1.0.2谐振过电压1.1操作过电压(并非狭义的开关倒闸操作,应为电网参数的突变,系统中的操作过电压一般由下列原因引起:——切断空载线路——空载线路合闸——切断空载变压器和并联电抗器——断续电弧接地
一、电力系统中各种绝缘在运行过程中除了长期受到工作电压的作用外,还会受到各种比工作电压高得多的过电压的作用。按照产生根源的不同,过电压有如下分类:
1.内部过电压
1.0暂时过电压
1.0.1工频过电压
1.0.2谐振过电压
1.1操作过电压(并非狭义的开关倒闸操作,应为电网参数的突变,系统中的操作过电压一般由下列原因引起:
——切断空载线路
——空载线路合闸
——切断空载变压器和并联电抗器
——断续电弧接地
220KV及以下系统中,由于绝缘水平较高,能承受可能出现的操作过电压,一般不采取限制措施。330KV及以上系统中,应采用限制操作过电压的措施。
1.1.1系统操作过电压计算倍数的确定,应考虑系统结构,系统容量,电气参数,中性点接地方式,断路器性能,母线上的出线回路数以及系统运行接线,操作方式等因素。操作过电压计算倍数宜取下列数值。
对地绝缘,以设备的最高运行相电压Uxg的倍数表示:
3-66KV 计算用最大过电压 4.0
110-220KV 计算用最大过电压 3.0
330KV 2%统计过电压 2.2
500KV 2%统计过电压 2.2
相间绝缘,以相地操作过电压的倍数表示:
3-220KV 1.3-1.4
330-500KV 1.5
1.1.2空载线路在分闸过程中,当断路器触头间的绝缘恢复强度低于电压恢复强度时,断路器发生重击穿,使线路上电压发生震荡,产生分闸过电压。对3-66KV系统空载线路分闸过电压一般不超过4.0Uxg,110-220KV系统一般不超过3.0Uxg(设备最高运行相电压Uxg)。空载线路分闸过电压是控制220KV及以下系统操作过电压绝缘水平的主要依据。采用不重击穿断路器是限制分闸过电压的有效措施。线路侧采用电磁式电压互感器,可泄放线路残余电荷,以降低触头间恢复电压,可避免断路器重击穿或降低重击穿过电压。330kv及以上系统应采用不重击穿断路器。
1.1.3空载线路合闸时,由于线路电感电容的震荡将产生合闸过电压。线路重合闸时,由于电源电动势较高以及线路上残余电荷的存在,加剧了这一电磁振荡过程,使过电压进一步提高。线路合闸和重合闸过电压是控制330KV及以上系统操作过电压绝缘水平的主要依据,必须将此种过电压限制在系统允许的操作过电压范围内,限制合闸和重合闸过电压的措施有:
——采用无间隙金属氧化物避雷器保护,避雷器应能承受安装点的各种过电压的副值和持续时间(除谐振过电压)。避雷器的通流容量和允许吸收能量应满足系统的要求。
——计算采用无间隙金属氧化物避雷器限制合闸过电压达不到要求时,还应采用具有合闸电阻的断路器,使合闸分两阶段进行,以降低合闸时触头间的电位差,使震荡过电压得到降低。
1.1.4空载变压器和电抗器分闸时,由于断路器强制熄弧引起电磁能转换震荡而产生的多电压。它与断路器结构,回路参数,变压器(并联电抗器)的接线和特性等因素有关。
采用灭弧性能较强又无分闸电阻的断路器(除SF6断路器)断开励磁电流标幺值较大的空载变压器时,所产生高幅值过电压,可在断路器与变压器(并联电抗器)间装设避雷器予以限制。对变压器而言,避雷器可安装在低压侧或高压侧,但如高低压系统中性点接地方式不同时,低压侧宜采用保护水平较低的避雷器。(水力发电厂过电压保护和绝缘配合设计技术导则P14)
2.雷电过电压(外部过电压)
2.1直击雷过电压
2.2感应雷过电压
二、220kV以下系统中,电气设备的绝缘水平主要由雷电过电压所决定。对于超高压系统,在现有防雷措施下,雷电过电压一般不如内部过电压危险性大,因此系统绝缘水平主要由内部过电压水平决定。