电力系统过电压与数值计算.ppt

电力系统过电压与数值计算 绝缘： 将不同电位的导体分隔开来，使它们能够保持各自的电位。绝缘材料： 气体：空气、FS6 液体：变压器油 固体：玻璃、陶瓷、石蜡、橡胶绝缘研究的问题： 各类绝缘材料（气、液、固）在电场作用下的电气性能（极化、电导、损耗等），尤其是在强电场中的击穿特性及其规律。以便设计出可靠的绝缘材料、合理的绝缘结构。 过电压： 超过正常运行电压可能引起绝缘损坏的电压升高。电气设备在电网运行时要承受正常运行电压和过电压的作用正常运行电压： 额定电压：Ue(3、6、10、35、110、220、330、500、750kV)---线电压 最高正常运行电压：考虑最大调压需要的运行电压。调压系数：1.05-1.15 最高正常运行相电压＝（1.05-1.15）Ue/√3过电压分类： 雷电（大气、外部）过电压 内部过电压引起过电压的电磁能量来自：雷电和电力系统内部 第1章 波 过 程 1.1 均匀无损单导体线上的波过程 1.1.1 波传播的基本概念 变电站内由于避雷器动作或设备绝缘闪络，使入侵的冲击电压 波发生截断，形成截波 因此，必须对电力变压器进行截波冲击试验 四、变压器的过电压保护 1）在绕组首端部位加一些电容环和电容匝补偿对地电容 2）增大纵向电容，减小对地电容的影响 纠结式绕组 对地电容的分流作用使绕组起始电位分布很不均匀，αl 越大，分布越不均匀，大部分降落在绕组首端附近，x＝0处 电位梯度du/dx最大 表明t=0瞬间绕组首端（x＝0）电位梯度为平均梯度的αl倍 αl 越大则加在绕组首端纵绝缘上的电压越高，对绝缘危害越大 在较陡冲击电压波作用下，变压器绕组中的电磁振荡过程在 10μs内尚未发展起来，电位分布与起始电位分布接近，此时 电感电流很小，可忽略电感。因此在变电站防雷分析中，变压 器可用一等值集中参数电容CT（入口电容）代替 入口电容是绕组全部对地电容与全部匝间电容的几何平均值 一般变压器入口电容500－6000pF 三、稳态电位分布和振荡过程 由拉氏变换的终值定理 中性点接地 按电阻分布电位 中性点开路 由于起始电位分布和稳态电位分布不同，因此出现过渡过程差值越大振荡幅值越高，过电压（对地电位）越高 最大电位出现在首端附近可达1.4u0 最大电位出现在末端可达1.9u0 最大电位梯度都出现在首端 理论及试验表明：绕组内的振荡过程与作用电压陡度有关 陡度 振荡 外部 避雷器 内部 改善起始电位分布 n支路，两端都有n个节点 若电路无耦合，L中的非对角元素都为零 有耦合，L中的非对角元素不为零 对三相双绕组变压器，L为平衡阵 一般已知正序和零序电感参数L1，L0 则 即 式中 递推公式 按照Y的组成方法，若电感耦合电路两端的节点k1、k2、…、kn和m1、m2、…、mn都分别按顺序编号 该耦合电路在Y中的贡献 L是满阵，RL 和 YL是满阵，L是平衡阵，则YL也是平衡阵 两极直流导线 三相导线 二、电容耦合电路 因为各节点间有互电容，∴C为满阵 若耦合电路中有n个节点，并且各节点对地电容都等于c11 , 节点之间的互电容都等于c12 ∴C为平衡阵 cd = c11 + ( n-1 )c12 cod = - c12 三相对称耦合电容电路 若k1 、k2 、…、 kn连续编号，电容耦合电路对Y的贡献 有耦合的电感和电阻串联的暂态等值计算电路 电机、变压器在内的电源常用π型等值电路 ∵有耦合，R、L为满阵 ∴S、H为满阵 R – L串联电路对Y的贡献 若R和L为平衡阵 则S、YRL也为平衡阵 线路损耗的近似处理方法 单根导线特性线的概念是建立在无损线的基础上的 对于实际线路中的电阻损耗可采用近似处理方法 计算表明分成多段计算结果与分成两段无显著差异 三相线路中电阻损耗的处理方法 考虑电阻损耗以后，线路波动方程为 U , i模变换后可得模量下的波动方程 对于连续均匀换位线路 模量电阻参数矩阵 也属于对称阵 可设 式中 ∵各模量间没有电磁联系 ∴三相导线电阻损耗的处理可采用单导线线路中电阻损耗 的近似处理方法 开关操作 过电压 暂态引起的 开关操作 正常 故障 开关的类型： 理想开关 闭合状态 R＝0 压降＝0 开断状态 R ∝