华中科技大学-电气工程基础(熊银信)-第14章-电力系统绝缘配合讲义.pptVIP

第十四章 电力系统绝缘配合 第一节 概述 第二节 绝缘配合方法 第三节 输变电设备绝缘水平的确定 第四节 架空输电线路的绝缘配合;第一节 概述;二、绝缘配合的发展阶段 1．多级配合 1940年以前，采用的多级配合的原则是：价格越昂贵、修复越困难、损坏后果越严重的绝缘结构，其绝缘水平应选得越高。 2．两级配合 从20世纪40年代后期开始，阀式避雷器的保护特性变成了绝缘配合的基础，只要将它的保护水平乘上一个综合考虑各种影响因素和必要裕度的系数，就能确定绝缘应有的耐压水平（惯用法）。 3．绝缘配合统计法 从20世纪60年代以来，国际上出现了一种新的绝缘配合方法，称为“统计法”。它的主要原则如下：规定出某一可以接受的绝缘故障，容许冒一定的风险。;一、绝缘配合惯用法 惯用法是按作用在设备绝缘上的最大过电压和设备最小绝缘强度相配合的方法，即首先确定设备上可能出现的最大过电压，然后根据运行经验，考虑适当的安全裕度来确定绝缘应耐受的电压水平。 由于220kV(其最大工作电压为252kV)及以下电压等级（指高压）和220kV以上电压等级（指超高压）电力系统在过电压保护措施、绝缘耐压试验项目、最大工作电压倍数、绝缘裕度取值等方面都存在差异，所以在作绝缘配合时，将电压等级分成下述两个范围： 范围I： 3.5kV≤Umax≤252kV 范围II： Umax＞252kV;1．雷电过电压下的绝缘配合 电气设备在雷电过电压下的绝缘水平通常用它们的基本冲击绝缘水平（BIL）来表示，有时亦称为额定雷电冲击耐压水平，可由下式求得： BIL = KLUP(L) 式中，UP(L)为阀式避雷器在雷电过电压下的保护水平（kV），通常简化为以配合电流下的残压UR作为保护水平，KL为雷电过电压下的配合系数，其值在1.2~1.4的范围内。 国际电工委员会（IEC）规定KL ≥1.2；我国规定：电气设备与避雷器相距很近时取1.25，相距较远时取1.4，即： BIL＝（1.25～1.4）UR;2．操作过电压下的绝缘配合 在按内部过电压绝缘配合时，通常不考虑谐振过电压，也不单独考虑工频电压升高。这样，按内部过电压绝缘配合就归结为操作过电压下的绝缘配合。这时可分为两种不同的情况来讨论： （1）变电站内所装的阀式避雷器只用作雷电过电压的保护；对于内部过电压，避雷器不动作以免损坏，但依靠别的降压或限压措施加以抑制，而绝缘本身应能耐受可能出现的内部过电压。 我国标准对范围I的各级系统所推荐的操作过电压计算倍数如表14-1所示。; 对于这一类变电站中的电气设备来说，其操作冲击绝缘水平（SIL），有时亦称额定操作冲击耐压水平，可按下式求得： SIL＝KSK0U? 式中，Ks为操作过电压下的配合系数，K0为操作过电压计算倍数，U?为相电压。;3．工频绝缘水平的确定 如果在进行工频耐压试验时所采用的试验电压比被试设备的额定电压略高，那么试验的目的只限于检验绝缘在工频工作电压和工频电压升高下的的电气性能。但是实际上，短时（1min）工频耐压试验所采用的试验电压值比额定相电压要高出数倍，其目的和作用是代替雷电冲击和操作冲击耐压试验，等效地检验绝缘在这两类过电压下的电气强度。所以，凡经短时（1min）工频耐压试验合格的设备绝缘在雷电和操作过电压下均能可靠地运行。 为了更加可靠和直观，国际电工委员会（IEC）作如下补充规定： (1) 对于300kV以下的电气设备 ① 绝缘在工频工作电压、暂时过电压和操作过电压下的性能用短时（1min）工频耐压试验来检验； ② 绝缘在雷电过电压下的性能用雷电冲击耐压试验来检验。 (2) 对于300kV及以上的电气设备 ① 绝缘在操作过电压下的性能用操作冲击耐压试验来检验； ② 绝缘在雷电过电压下的性能用雷电冲击耐压试验来检验。;4．长时间工频高压试验 当内绝缘的老化和外绝缘的污染对绝缘在工频工作电压和过电压下的性能有影响时，尚需作长时间工频高压试验。 显然，由于试验的目的不同，长时间工频高压试验时所加的试验电压值和加压时间均与短时工频耐压试验不同。 按照上述绝缘惯用法的计算，结合我国的实际情况，并参考IEC推荐的绝缘配合标准，我国国家标准GB311.1-83对各种电压等级电气设备以耐压值表示的绝缘水平都有相应规定。;二、绝缘配合统计法 采用绝缘配合统计法作绝缘配合的前提是充分掌握作为随机变量的各种过电压和各种绝缘电气强度的统计特性（概率密度、分布函数等）。 假定电压幅值的概率密度函数为f(U)，绝缘的击穿（或闪络）概率分布