高压技术课件(部分)2006.5.19.ppt

高电压技术四川水利职业技术学院 第5章 电力系统内部过电压及其限制 5.1 电力系统工频过电压 5.2 电力系统操作过电压 5.3 电力系统谐振过电压 5.1 电力系统工频过电压 一、电力系统内部过电压的概念 1、定义：在电力系统内部，由于断路器的操作或系统发生故障，使系统参数了发生变化，引起电磁能量的转化或传递,在系统中出现的过电压。 2、类型： （1）工频电压升高 （2）操作过电压 （3）谐振过电压 3、特点： （1）过电压的能量来源于电网本身 （2）过电压的幅值与电网的工频电压大致有一定的倍数关系，通常以系统的最高运行相电 压为基础计算过电压倍数K。 （3）过电压持续的时间较长 5.1 电力系统工频过电压（续） 二、电力系统工频过电压 1、工频过电压的产生：系统正常运行或故障时产生。 如： （1）空载长线路末端电压的升高 （2）发生单相接地故障时，非故障相电压的升高。 （3）甩负荷引起的工频电压升高 2、特点： （1）过电压倍数不大，对正常绝缘的电气设备一般没有危险 （2）在超高压输电中成为确定系统绝缘水平的重要因素。 a、工频电压升高将直接影响操作过电压的幅值。 b、工频电压升高是决定保护电器（避雷器）工作条件的重要因素。 （3）工频电压升高持续时间长，对设备的绝缘不利。 3、形式： （1）空载长线路末端电压升高 （2）不对称短路引起的工频电压升高 （3）甩负荷引起的工频电压升高 三、空载长线路电容效应引起的电压升高 1、输电线路的等值电路： 2、首端与末端电压之比为： 对于无穷大容量的系统，可以证明： 式中：α—相位常数， α=0.06°/KM l —线路长度 即 说明线路末端电压高于首端电压，线路越长，末端电压越高，这种现象是由于电容性充电电流造成的，称为电容效应。 5.1 电力系统工频过电压（续） 3、系统电源容量对电容效应的影响 沿线路的工频电压按余弦规律分布 K20 =U2 / E = COS φ/ COS （αl+ φ） Φ= arctg X s / Z 式中 ：X s — 系统电源的等值阻抗 Z — 导线的波阻抗 可见， 电源容量越小，电抗越大，工频电压升高越严重，即电源电抗 的存在相当于使线路变长了。 举例说明： 四、不对称短路引起的工频电压升高 1、系统发生单相或两相接地故障时，非故障相（健全相）上工频电压将升高（阀式避雷器的灭弧电压是以此升高值决定） 2、分析单相接地（ 以A相接地为例）： 利用对称分量法可以求出：（推导从略） 式中： —接地系数 零序电抗 的大小与系统中性点接地方式有关 （1）对于3～10KV系统（中性点绝缘系统）： 由线路容抗决定，为负值。 则 的值比 稍大。即：健全相上电压为1.1倍线电压 选110%避雷器：如10KV避雷器的灭弧电压为 （220KV及以下系统的最高工作电压按1.15Un确定 ） 即选FZ—10/12.7的避雷器 （2）对于35 ～60KV中性点经消弧线圈接地系统 为正值，健全相上电压接近线电压 选100%避雷器：如35KV避雷器的灭弧电压为 1.0X1.15Un =1.15X35=40.25KV 即选FZ—35/41避雷器 （3）110 ～220KV为中性点直接接地系统 一般 健全相上电压不大于1.4倍相电压。约80%线电压。 （4）330KV及以上超高压系统 系统中全部变压器中性点接地，健全相电压升高为0.75倍线电压以下。 考虑电容效应： 线路首端选80%避雷器，末端选90%避雷器 五、甩负荷引起的工频电压升高 当发电机突然甩负荷时，将造成线路工频电压升高 此种过电压的计算较复杂，在此只引出一些结论性概念 运行经验表明： 220KV及以下电网一般不需要采取特殊措施限制； 220KV及以上需要采取限制措施。 六、工频电压升高的限制措施 1、利用并联电抗器补偿空载线路的电容效应。 2、利用静止补偿器调节系统无功，控制系统电压。 3、采用降低输电线路零序阻抗的方法 5.2 电力系统操作过电压 一、操作过电压的产生及类型 1、产生：系统中对断路器的操作而带来的过电压。 其过电压倍数K的大小和持续时间与电网的结构，断路器的性能，系统的接线方式及运行操作方式有关。K一般为3～4 2、类型： （1）空载线路合闸过电压 （2）切除空载线路过电压 （3）切除空载变压器过电压 （4）中性点不接地系统中弧光过电压 二、操作过电压对系统的影