交流电气装置过电压保护.doc

电力系统过电压的种类和过电压水平
概述
1. 定义
(1)少雷区less thunderstorm region
平均年雷暴日数不超过15的地区。
(2)中雷区middle thunderstorm region
平均年雷暴日数超过15但不超过40的地区。
(3)多雷区more thunderstorm region
平均年雷暴日数超过40但不超过90的地区。
(4)雷电活动特殊强烈地区Thunderstorm activity special strong region
平均年雷暴日数超过90的地区及根据运行经验雷害特殊严重的地区。
2. 系统系统过电压种类
(1)正常运行时的工频电压;
(2)暂时过电压(工频过电压、谐振过电压);
(3)操作过电压;
(4)雷电过电压。
3. 相对地暂时过电压和操作过电压的标么值
相对地暂时过电压和操作过电压的标么值如下:
(1)工频过电压的;
(2)谐振过电压和操作过电压的。
注:Um为系统最高电压。
4. 系统最高电压的范围
系统最高电压的范围:
(1)范围Ⅰ,≤Um≤252kV;
(2)范围Ⅱ,Um>252kV。
表1.-1 系统标称电压Un和系统最高工作电压Um(方均根) kV
Un
3
6
10
20
35
66
110
220
330
500
Um


12
24


226
252
363
550
电力系统过电压水平
1. 暂时过电压(工频过电压、谐振过电压)及保护
暂时过电压(工频过电压、谐振过电压)与系统结构、容量、参数、运行方式以及各种安全自动装置的特性有关。工频过电压、谐振过电压除增大绝缘承受电压外,还对选择过电压保护装置有重要影响。
(1) 工频过电压
(a)系统中的工频过电压一般由线路空载、接地故障和甩负荷等引起。对范围Ⅱ的工频过电压,在设计时应结合实际条件加以预测。根据这类系统的特点,有时需综合考虑这几种因素的影响。
通常可取正常送电状态下甩负荷和在线路受端有单相接地故障情况下甩负荷作为确定系统工频过电压的条件。
对工频过电压应采取措施加以降低。一般主要采用在线路上安装并联电抗器的措施限制工频过电压。在线路上架设良导体避雷线降低工频过电压时,宜通过技术经济比较加以确定。系统的工频过电压水平一般不宜超过下列数值:
线路断路器的变电所侧 .
线路断路器的线路侧 .
(b)对范围Ⅰ中的工频过电压
对范围Ⅰ中的110kV及220kV系统,.;3kV~10kV和35kV~66kV系统,一般分别不超过和。
应避免在110kV及220kV有效接地系统中偶然形成局部不接地系统,并产生较高的工频过电压。对可能形成这种局部系统、低压侧有电源的110kV及220kV变压器不接地的中性点应装设间隙。因接地故障形成局部不接地系统时该间隙应动作;系统以有效接地方式运行发生单相接地故障时间隙不应动作。间隙距离的选择除应满足这两项要求外,还应兼顾雷电过电压下保护变压器中性点标准分级绝缘的要求。
(2)谐振过电压
(a) 谐振过电压包括线性谐振和非线性(铁磁)谐振过电压,一般因操作或故障引起系统元件参数出现不利组合而产生。应采取防止措施,避免出现谐振过电压的条件;或用保护装置限制其幅值和持续时间。
1)为防止发电机电感参数周期性变化引起的发电机自励磁(参数谐振)过电压,一般可采取下列防止措施:
a)使发电机的容量大于被投入空载线路的充电功率;
b)避免发电机带空载线路启动或避免以全电压向空载线路合闸;
c)快速励磁自动调节器可限制发电机同步自励过电压。发电机异步自励过电压,仅能用速动过电压继电保护切机以限制其作用时间。
2)应该采用转子上装设阻尼绕组的水轮发电机,以限制水轮发电机不对称短路或负荷严重不平衡时产生的谐振过电压。
(b) 范围Ⅱ的系统当空载线路上接有并联电抗器,且其零序电抗小于线路零序容抗时,如发生非全相运行状态(分相操动的断路器故障或采用单相重合闸时),由于线间电容的影响,断开相上可能发生谐振过电压。
上述条件下由于并联电抗器铁芯的磁饱和特性,有时在断路器操作产生的过渡过程激发下,可能发生以工频基波为主的铁磁谐振过电压。
在并联电抗器的中性点与大地之间串接一接地电抗器,一般可有效地防止这种过电压。该接地电抗器的电抗值宜按补偿并联电抗器所接线路的相间电容选择,同时应考虑以下因素:
1)并联电抗器、接地电抗器的电抗及线路容抗的实际值与设计值的变异范围;
2)限制潜供电流的要求;
3)连接接地电