第5章电力系统内部过电压及其限制措施.doc

第5章电力系统内部过电压及其限制措施.DOC:..第5章电力系统内部过电压及其限制措施内部过电压的概念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)工频过电压(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一、 工频过电压的产生系统正常运行或故障时产生。女口: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。二、 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。(1)工频电压升高将直接影响操作过电压的幅值。(2)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。三、 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四、 空载长线路电容效应引起的电压升高(XC»XL)1、 输电线路的等值电路:2、 首端与末端电压之比为:对于无穷大容蚩的系统,可以证明:式中:a—相位常数,a=°/KM1—线路长度说明线路末端电压高于首端电压,线路越长,末端电压越高,这种现彖是由于电容性充电电流造成的,称为电容效应。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=cose/cos(al+<t>)①=arctgXs/Z式中:Xs—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:、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)零序电抗X。的大小与系统小性点接地方式有关(1) 对于3〜10KV系统(中性点绝缘系统):X()由线路容抗决定,为负值。则Xo/。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、155确定)即选FZ—10/(2) 对于35〜60KV中性点经消弧线圈接地系统X。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、0*1、155=1、15*35=—35/41避雷器(3) 110〜220KV为中性点直接接地系统一般X()/X| 3,则健全相上电压不大于1、4倍相电压。约80%线电压。选80%避雷器:(4)330KV及以上超高压系统系统中全部变圧器中性点接地,。考虑电容效应:线路首端选80%避雷器,末端选90%避雷器六、 甩负荷引起的工频电压升高1、 当发电机突然甩负荷时,将造成线路工频电压升高2、 此种过电压的计算较复杂,在