高电压工程基础施围课件操作过电压ppt.pptx

高电压工程基础施围课件操作过电压高电压工程基础13、1 中性点不接地系统电弧接地过电中性点不接地系统电弧接地过电压压 当中性点不接地系统中发生单相接地时,经过故障点将流过数值不大得接地电容电流。随着电网得发展与电压等级得提高,单相接地电容电流随之增加,一般 6 l0kV 电网得接地电流超过30A,35 60kV 电网得接地电流超过10A 时电弧便难以熄灭。但这个电流还不至于大到形成稳定燃烧电弧,因此可能出现电弧时燃时灭得不稳定状态,引起电网运行状态得瞬时变化,导致电磁能量得强烈振荡,并在健全相与故障相上产生过电压,这就就是间歇性电弧接地过电压。过电压发展得物理过程过电压发展得物理过程高电压工程基础中性点不接地系统A相接地时的等值电路及相量图UA,UB,UC:三相电源电压C1,C2,C3:A,B,C三相导线得对地电容(三相对称C1=C2=C3=C)健全相升高至线电压高电压工程基础A相单相短路接地电弧熄灭电弧重燃 每隔半个工频周期依次发生熄弧与重燃,健全相得最大过电压为 3、5p、u、,故障相得最大过电压为 2、0 p、u、。过电压产生原因过电压产生原因:当发生间歇性电弧接地时,健全相对地电压得起始值与稳态值不同,电容与电源电感产生振荡引起过电压。高电压工程基础 限制过电压得措施限制过电压得措施途径:消除间歇性电弧110kV 及以上电网大都采用中性点直接接地得运行方式(单相短路电流,断路器跳闸切除故障)我国 35kV 及以下电压等级得配电网采用中性点经消弧线圈接地得运行方式(补偿电容电流)消弧线圈得基本作用消弧线圈得基本作用:补偿流过故障点得短路电流,使电弧能自行熄灭,系统自行恢复到正常工作状态。降低故障相上得恢复电压上升得速度,减小电弧重燃得可能性。消弧线圈就是一只具有分段铁心、电感可调得电感线圈,接于系统得中性点处,其电感值按系统得对地电容,或单相接地短路电流得大小来决定。系统正常工作时,变压器中性点得电位为零,消弧线圈中没有电流流过。挡A相发生接地事故时,中性点电位等于相电压,此时流过故障点得电流为Ijd,此时IjdIcIL、由于Ic与IL在相位上就是相反得,因此调节消弧线圈得电感量,就可以改变Ijd大小,从而限制短路电流。把电感电流补偿电容电流得百分数称为消弧线圈得补偿度或调谐度,用kr表示 叫做电路得自振角频率。当kr 1时,表示电感电流大于电容电流,故障点流过感性残流,称此为过补偿。当kr1时,电感电流与电容电流相互抵消,消弧线圈与三相并联电容处于并联谐振状态,称此为全补偿。消弧线圈得作用并不就是降低弧光接地过电压,而就是起到有利于熄弧与防止重燃得有利作用,使过电压持续时间大为缩短,降低了出现高幅值过电压得概率。高电压工程基础13、2 合闸空载线路引起得过电压合闸空载线路引起得过电压 产生过电压得物理过程产生过电压得物理过程输电线输电线T电路电路电源频率 自振荡频率 严重！严重！空载线路合闸时,产生过电压得根本原因:电容、电感得振荡,其振荡电压叠加在稳态电压上所致。高电压工程基础 影响过电压得因素影响过电压得因素(1)合闸相位 合闸相位就是随机得,有一定得概率分布,与断路器合闸过程中得预击穿特性及断路器合闸速度有关。(2)残余电荷 过电压得大小与线路上残余电荷数值与极性有关。(3)断路器合闸得不同期 由于三相线路之间有耦合,先合相相当于在另外两相上产生残余电荷。(4)回路损耗 实际输电线路中,能量损耗(电阻、电晕)会引起振荡分量得衰减。(5)电容效应 合闸空载长线时,由于电容效应使线路稳态电压增高,导致了合闸过电压增高。高电压工程基础 限制过电压得措施限制过电压得措施(1)降低工频电压升高降低工频电压升高 目前超高压电网中采取得有效措施就是装设并联电抗器与静止补偿装置(SVC),其主要作用就是削弱电容效应。(2)断路器装设并联电阻断路器装设并联电阻 第一阶段:带电阻 R 合闸,将 R 与辅助触头串联。由于 R 对振荡回路起阻尼作用,使过渡过程中得过电压降低。第二阶段:大约经 8 15 ms,主触头闭合,将 R 短接,电源直接与线路相连。主触头辅助触头高电压工程基础(3)控制合闸相位控制合闸相位 空载线路合闸过电压得大小与电源电压得合闸相位有关,可以通过电子装置来控制断路器得动作时间,以达到降低合闸过电压得目得。(4)消除线路上得残余电荷消除线路上得残余电荷 在线路侧接电磁式电压互感器,可在几个工频周波内,将全部残余电荷通过互感器泄放掉。(5)装设避雷器装设避雷器 在线路首端与末端装设磁吹避雷器或金属氧化物避雷器,当出现较高得过电压时,避雷器应能可靠动作,将过电压限制在允许得范围内。大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静继续保持安静高电压工程基础13、3 切除空载线路引起得过电压切除空载线路引起得过电压 我国在 35 220 kV 电网中,都曾因切除空载线路时过电压引起过多次故障。多年得运行经验证明:若使用得断路器得灭弧能力不够强,以致电弧在触头间重燃时,切除空载线路得过电压事故就比较多,因此,电弧重燃就是产生这种过电压得根本原因。产生过电压得物理过程产生过电压得物理过程高电压工程基础第一次重燃第一次重燃第二次重燃第二次重燃 若电弧继续重燃下去,则可能出现-7Em,+9Em,得过电压,可见电弧得多次重燃就是切除空载线路时产生危险得过电压得根本原因。系统实测结果表明,超过 3Em 得过电压概率就是很小得,这就是因为过电压受多种因素影响得缘故。高电压工程基础 影响过电压得因素影响过电压得因素(1)断路器得性能断路器得性能 随着断路器制造质量得提高,断路器已能做到基本上不重燃,使得这类过电压降到了次要得位置。(2)中性点接地方式中性点接地方式 中性点非直接接地电网中,三相断路器分闸不同期会构成瞬间得不对称电路,使中性点产生位移,相间得耦合,使过电压增高。(3)损耗损耗 电晕要消耗能量,电源及线路损耗使过电压降低。(4)其她其她 若母线上有很多出线时,过电压降低。此外,当线路装有电磁式电压互感器时,将泄放线路上得残余电荷,降低了过电压。高电压工程基础 限制过电压得措施限制过电压得措施(1)采用不重燃断路器采用不重燃断路器(2)在断路器装设分闸电阻在断路器装设分闸电阻 切除线路时,先打开主触头,R 上得压降就就是主触头两端得恢复电压。经过一段时间后,辅助触头才打开,此时她得恢复电压也较低,不会发生电弧得重燃,即使发生重燃,R 得阻尼使过电压降低。(3)线路上装设泄流设备线路上装设泄流设备 在线路侧若接有并联电抗器或电磁式电压互感器,都能使线路上得残余电荷得以泄放或产生衰减振荡,达到降低过电压得目得。(4)装设避雷器装设避雷器 高电压工程基础13、4 切除空载变压器引起得过电压切除空载变压器引起得过电压 产生过电压得物理过程产生过电压得物理过程过电压产生原因过电压产生原因:由于截流留在电感中得磁场能量转化为电 容上得电场能量。高电压工程基础 影响过电压得因素影响过电压得因素(1)断路器得性能断路器得性能 切除空载变压器引起得过电压与截流数值成正比,断路器截断电流得能力愈大,过电压 UCmax 就越高。(2)变压器得参数变压器得参数 变压器 L 愈大,C 愈小,则过电压愈高。当电感中得磁场能量不变,电容 C 愈小时,过电压也愈高。(3)变压器得相数、线组接线方式、铁芯结构、中性点接地变压器得相数、线组接线方式、铁芯结构、中性点接地方式、断路器得断口电容方式、断路器得断口电容,以及与变压器相连得电缆线段、以及与变压器相连得电缆线段、架空线段架空线段等,都会对切除空载压器过电压产生影响。高电压工程基础 限制过电压得措施限制过电压得措施 切断空载变压器过电压得特点就是:幅值高、频率高,但持续时间短、能量小。只要在变压器任一侧装上普通阀式避雷器就可以有效限制这种过电压。计算表明:普通阀型避雷在雷电过电压下动作后所吸收得能量,要比变压器线圈中贮藏得能量大一个数量级。实际运行中也未发现因切空载变压器而引起避雷器损坏得情况。由于这种避雷器安装得目得就是用来限制切除空载变压器过电压得,所以在非雷雨季节也不应退出运行。高电压工程基础13、5 GIS中快速暂态过电压中快速暂态过电压 VFTO产生得机理产生得机理 GIS中隔离开关与断路器在操作中触头运动速度慢(大约1cm/s数量级),断口在SF6气体中会发生多次得预、重击穿。在每一个电压跳变处将产生波前很陡(一般为320ns)得阶跃电压波,并向断口两侧传播,并在GIS内不断地产生、来回地传递,并且发生复杂得折射、反射与叠加,最终暂态振荡得频率剧增,可高达数百MHz。高电压工程基础高电压工程基础 VFTO得特性得特性a、幅值幅值 GIS中开关操作产生得VFTO幅值一般低于2、0p、u、,也有可能超过2、5p、u、。在同一时刻不同节点得电压幅值不同。b、陡度陡度 对于正常设计得GIS,电压上升时间可为320ns,随电场得非均匀度而异。c、频率频率 1)几十至数百kHz得基本振荡频率,此频率电压由整个系统决定,绝缘设计不取决于其数值;2)数十MHz得高频振荡,由行波在GIS内发展形成,就是构成VFTO得主要部分,决定绝缘设计;3)高达数百MHz得特高频振荡,幅值较低。高电压工程基础 VFTO得影响因素得影响因素(1)残余电荷残余电荷 当DS开断带电得GIS母线时,母线上可能存在得残余电荷,会影响到VFTO得幅值。电源侧、母线侧以及支撑绝缘子上得过电压幅值与残余电荷近似呈线性关系,残余电荷越多幅值越高。(2)变压器得入口电容变压器得入口电容 VFTO得幅值随入口电容得增加而增加,有计算表明:每增加1000pF,VFTO幅值约增加0、2p、u、。但进一步研究表明:随着入口电容增加,VFTO得幅值不一定始终增加,这决定于GIS得结构,特别就是所操作母线得尺寸,以及操作得方式。高电压工程基础(3)电压得上升时间电压得上升时间 GIS中冲击电压得上升时间增加使VFTO幅值下降,因为此时会表现出一种阻尼作用,使那些较小时出现得暂态电压得极高频分量消失。(4)GIS得支路长度得支路长度 GIS支路得长度对VFTO幅值得影响没有明显得规律。(5)开关弧道电阻得影响开关弧道电阻得影响 DS起弧时弧道电阻为一时变电阻,对过电压有阻尼作用。(6)其她因素得影响其她因素得影响 GIS得布置、内部结构、接线方式及外部设备等。