过电压指标、标准、措施
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低电压过电压治理措施
低电压过电压治理措施主要包括以下几点:
1.安装过电压保护装置:在设备的出线端并联相应参数的
过电压保护器,当线路上出现的过电压波动达到保护器的动作电压时,保护器能快速动作将设备从线路中切除,防止设备受到损坏。
2.改善设备的运行条件:加强设备的维护和保养,使其保
持良好的运行状态,提高设备的绝缘强度。
3.增加无功补偿装置:通过增加无功补偿装置可以提高功
率因数,从而降低线路中的电流,减少线路中的电压降。
4.优化供电网络结构:合理规划供电网络,缩短供电距离,
提高供电质量。
5.加强设备巡视和检查:定期对设备进行巡视和检查,及
时发现和处理设备存在的隐患和缺陷。
通过采取以上措施,可以有效降低低电压过电压对设备的影响,提高设备的运行稳定性和可靠性。
厂用高压母线过电压原因分析及对策张少飞(青岛捷能电力设计有限公司,山东青岛266061)陈宗宁(青岛汉河热电有限公司,山东青岛266061)摘要:企业在实际运行中可能遇到各种厂用母线过电压故障,故障原因不尽相同,本文仅针对一现实案例进行分析,剖析原因,并找出解决方案。
关键词:母线;过电压;外特性0 引言某热电厂为企业的自备电厂,装有1台汽轮发电机组,发电机额定功率15MW,额定电压10.5kV。
热电厂通过两条10kV联络线与企业的变电站相连。
变电站共两台主变,容量6300kVA,变比35±2*2.5%/10.5kV,两台主变并列运行。
发电机组采用并网不上网,正常运行方式:发电机发出功率10000kW,扣除热电厂自用电2000kW,剩余8000kW功率送至企业变电站最终由生产车间全部消耗,原则上不向外网输送电量。
本文实例:第1次并网:机组并网前10kV母线电压10.6kV,并网成功十几秒后,在增加无功的过程中,母线电压上升至12kV,造成锅炉给水泵过电压保护动作跳闸,机组打闸停机,锅炉紧急停炉。
第2次并网:经过上述故障跳闸,运行人员判断机组并网后电压急剧升高是生产车间无功补偿装置未退出造成的,于是联系将生产车间所有补偿装置(380V)退出,之后机组顺利并网成功。
此时35kV侧联络线功率因数只有0.8左右。
为了提高功率因数,发电机组需要增发无功功率。
因担心电压升高导致再次停机,运行人员开始尝试性缓慢增加无功,以提高功率因数,并时刻关注母线电压。
当母线电压增加至11.5kV时,功率因数仍无法达到0.9,于是放弃继续增加无功。
调整无功,使母线电压维持11.2kV运行,但此时35kV联络线功率因数不达标。
1 原因分析发电机并网前,生产车间生产时10kV母线电压10.6kV,不生产时10.9kV。
根据国家标准《电能质量供电电压偏差》(GB/T 12325-2008),20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%。
过电压指标、标准、措施一、过电压定义及指标1、过电压定义过电压是指工频下交流电压均方根值升高,超过额定值的10%,并且持续时间大与1分钟的长时间电压变动现象;过电压的出现通常是负荷投切的结果,例如:切断某一大容量负荷或向电容器组增能(无功补偿过剩导致的过电压)。
过电压分外过电压和内过电压两大类。
(1)外过电压又称雷电过电压、大气过电压,由大气中的雷云对地面放电而引起的,分直击雷过电压和感应雷过电压两种。
大气过电压由直击雷引起,特点是持续时间短暂,冲击性强,与雷击活动强度有直接关系,与设备电压等级无关。
因此220KV 以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。
1)雷电过电压的持续时间约为几十微秒,具有脉冲的特性。
直击雷过电压是雷闪直接击中电工设备导电部分时所出现的过电压。
雷闪击中带电的导体,如架空输电线路导线,称为直接雷击。
雷闪击中正常情况下处于接地状态的导体,如输电线路铁塔,使其电位升高以后又对带电的导体放电称为反击。
直击雷过电压幅值可达上百万伏,会破坏电工设施绝缘,引起短路接地故障。
2)感应雷过电压是雷闪击中电工设备附近地面,在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电工设备(包括二次设备、通信设备)上感应出的过电压。
(2)内过电压电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压,有暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。
1)暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障,使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压,又称工频电压升高。
特点是持续时间长,过电压倍数不高,一般对设备绝缘危险性不大,但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。
常见的有:①空载长线电容效应(费兰梯效应)。
在工频电源作用下,由于远距离空载线路电容效应的积累,使沿线电压分布不等,末端电压最高。
②不对称短路接地。
三相输电线路a相短路接地故障时,b、c 相上的电压会升高。
③甩负荷过电压,输电线路因发生故障而被迫突然甩掉负荷时,由于电源电动势尚未及时自动调节而引起的过电压。
直流输电系统内过电压及其限制措施一、直流输电系统的内过电压直流输电系统的内过电压是由换流站两侧交流和直流系统各种操作或故障引起的,包括暂时过电压和操作过电压,前者持续时间为几个到几百个工频周波,后者最高幅值一般仅持续半个工频周波,而后迅速衰减。
除操作或故障的种类外,直流系统结构、避雷器配置方式及保护水平、直流控制保护动作时序、直流输送功率等因素亦会影响直流系统的过电压幅值、波形和持续时间。
此外,换流站交流侧过电压不但决定了交流侧过电压保护水平和绝缘水平,且由换流变压器按变比传递到换流器作用在阀和阀避雷器上,并通过导通换流阀在直流侧产生过电压,从而影响直流侧的绝缘配合。
对于一个完整单极采用多个12脉动换流器串联连接结构的特高压直流输电系统,内过电压可能成为控制设备绝缘水平的主要因素;换流站与线路杆塔长空气间隙绝缘性能的饱和特性、高海拔及电气设备制造等因素,对特高压直流输电工程的内过电压限制及保护措施提出了更高的要求。
二、换流站避雷器的配置和参数过电压因产生机理不同分为内过电压和雷电过电压。
通过在换流站安装避雷器,限制作用在电气设备上的过电压,并由此确定其雷电和操作冲击绝缘水平及换流站空气间隙距离。
特高压直流系统的额定运行电压远高于超高压直流系统,故换流站电气设备的绝缘水平要比常规直流工程更高。
由于设备制造体积和运输条件的制约,希望尽可能降低其冲击绝缘水平,所以对换流站避雷器的配置、参数和限制设备的过电压水平提出了更高要求。
目前,特高压直流换流站和常规直流一样,过电压保护全部采用金属氧化物避雷器,因此其配置方式及参数对特高压直流输电工程的绝缘配合和工程造价起着非常重要的作用。
1. 避雷器的配置在特高压直流换流站中,避雷器的种类较多,配置较复杂。
避雷器的布置方式和安装位置是根据主要电气设备的布置方式及其过电压保护的需要确定的,根据安装位置和保护对象可分为交流避雷器、换流器避雷器、直流极线避雷器、中性母线避雷器和直流滤波器避雷器等。
各级电网电能质量指标国标及IEC标准对仪器准确度要求规范电能质量分析仪精度参差不齐,各项标准要求不一,那么对于常说的A、S和B级精度,你确实了解等级区别吗?国标中对仪器精度要求又如何呢?不久之前电力公众号曾推出一篇文章《各等级电网电能质量指标国标要求》,对国家要求的各项电能质量标准做了充分介绍。
国家电能质量标准主要包括:供电电压偏差、电压波动与闪变、公用电网谐波、公用电网间谐波、三相电压不平衡、电力系统频率偏差、暂时过电压和瞬态过电压,共计七项标准。
每一项国家标准在对电能质量做出具体要求的同时,对测量仪器也做出精度要求,今天我们就一起看看这些国标以及IEC61000-4-30系列标准中对于仪器的精度要求吧。
介绍之前我们首先需要学习一下IEC61000-4-30中对电力仪器做出的测量方法的等级划分,对于每个参数的测量,定义了三个级别(A、S和B)。
对于每个级别,说明了测量方法和相应的性能要求。
图1 IEC规定划分级别“A”级代表“Advance(先进)”,A级用于要求精密测量的场合,例如,可能要求解决争议的合同应用、验证是否符合标准要求等。
在测量相同信号时,采用两种都符合A级要求的不同仪器对任一参数的测量,都应在所规定的的不确定度范围内得出一致的结果。
“S”级代表“Surveys(调查)”,S级用于统计应用,例如调查,或可能采用有限的参数子集的电能质量评估。
虽然S级采用与A级一样的测量间隔,但S级的处理过程要求比较低。
“B”级代表“Basic(基本)”,定义B级是为了避免使现在的许多仪器的设计被废弃掉。
对于新的设计,IEC不推荐“B”或“Basic”,因为B级在今后的IEC标准版本中可能会被删除。
了解完老外的标准,再看看我们国家对于电力仪器精度划分。
国标中对于仪器准确度分为A级与B级,具体每项电能质量对应不同的仪器等级。
我们分项来细看。
1.电压偏差《IEC61000-4-30-2008电磁兼容(EMC)试验和测量技术电能质量测量方法》中对于输入电压幅值规定如下表。
第一章总则第二章一般规定第三章过电压保护装置第四章架空电力线路的过电压保护第五章发电厂和变电所的过电压保护第六章旋转电机的过电压保护第七章架空配电网的过电压保护第八章微波通信站的过电压保护附录一有关外过电压计算的一些参数和方法附录二电晕对雷电波波形的影响附录三雷击有避雷线线路杆塔顶部时耐雷水平的拟定附录四绕击率的拟定附录五建弧率的拟定附录六有避雷线线路的雷击跳闸率的拟定附录七送电线路耐雷水平和跳闸率的计算附录八 35~330kV架空送电线路常用杆塔的耐雷水平和雷击跳闸率附录九大档距导线与避雷线间距离的拟定附录十非标准普通阀型避雷器的组合原则附录十一雷电波在电缆中的衰减附录十二阀型避雷器的电气特性附录十三全国年平均雷暴日数分布图附录十四名词解释打印刷新相应的新标准:DL/T 620-97电力设备过电压保护设计技术规程SDJ7—79中华人民共和国水利电力部关于颁发《电力设备过电压保护设计技术规程》SDJ7—79的告知(79)水电规字第4号《电力设备过电压保护设计技术规程》SDJ—76于一九七六年颁发试行后,对电力设备过电压保护设计工作起到了一定的指导和提高作用。
现根据近年来的建设经验和各单位的意见,对本规程的内容作了必要的修改和补充,并颁发执行。
在执行中如碰到问题,请告我部规划设计管理局。
一九七九年一月八日基本符号电流、电压和功率I——雷电流幅值;I c——接地电容电流;I1——雷击杆塔时的耐雷水平;I2——雷击导线或绕击导线时的耐雷水平;i——总雷电流瞬时值;i gt——通过杆塔的电流瞬时值;U e——额定电压;U xg——设备的最高运营相电压;U go——空气间隙的工频放电电压;U ne——内过电压间隙的工频放电电压或操作冲击波50%放电电压;U sh——绝缘子串工频湿闪电压或操作冲击波50%湿闪电压;U——进行波的幅值;U50%——绝缘子串的50%冲击放电电压;U g——感应过电压的最大值;u g——感应过电压的瞬时值;U j——杆塔上绝缘承受的过电压最大值;u j——杆塔上绝缘承受的过电压瞬时值;U td——杆塔顶部电位的最大值;u td——杆塔顶部电位的瞬时值;W——消弧线圈的容量。
干式变压器线圈中冲击过电压的分析和改善措施王维江发布时间:2021-08-30T07:14:02.283Z 来源:《中国科技人才》2021年第13期作者:王维江[导读] 我国干式变压器的产量位列世界前茅,并且随着科学技术的进步,干式变压器也开始向着低噪音、节能的方向发展,由我国研发的干式变压器的各项性能质标在世界上已位列前排。
但他自身也有不可避免的不足,雷电冲击波会对电力变压器的绝缘结构产生较大影响。
杭州得诚电力科技股份有限公司摘要:我国干式变压器的产量位列世界前茅,并且随着科学技术的进步,干式变压器也开始向着低噪音、节能的方向发展,由我国研发的干式变压器的各项性能质标在世界上已位列前排。
但他自身也有不可避免的不足,雷电冲击波会对电力变压器的绝缘结构产生较大影响。
本文通过分析干式变压器线圈中冲击雷电波产生的过电压响应,分析并研究了其在干式变压器内部的分布情况,得出了具有科研意义的规律及结论,并且根据实验结论提出了有效的改善措施,从根本上改善了干式变压器的不足,不但使干式变压器的运行变得更加安全可靠,还降低了它们的生产成本,提高了它们的生产效率,延长了它们的使用寿命,可谓一举多得。
关键词:干式变压器;雷电波冲击分析;冲击响应;有限元计算一、概述变压器大致可以分为三种类型:油浸变压器、干式变压器、氟化物变压器。
干式变压器的优点在于:占地面积小、不易燃烧、安全性能很高、耐腐蚀、绝缘性很强、成本低、运行高效稳定、操作简单、维修方便快捷等,因此经常作为飞机场、火车站、汽车站、地铁以及高层建筑物等的变电站。
根据实验结果,变压器的运行的时候,会有各种冲击过电压影响它。
其中对它影响最大的就是雷电冲击波,他可以直接导致变压器绝缘结构损坏,造成严重的后果。
尽管在避雷设备能阻挡一部分的雷电冲击波,但仍有一部分的雷电冲击波会破坏变压器,这是因为干式变压器的绕组的线匝与线匝之间、层与层之间、线段与线段之间的绕组对变压器内部的铁心及外壳之间产生了振荡电压,从根本上破坏了变压器的内部的稳定运行。
扮标准动态电能质量5项标准将改变■记者崔宏薇电能质量标准是保障电能质量的基本技术依据。
据了解,经国家标准化管理委员会批准,电能质量5项国家标准的修订已正式列入2007--2008年计划。
这5项标准涉及的电能质量指标有频率偏差、供电电压偏差、电压波动和闪变、三相电压不平衡以及谐波。
那么如今标准修订进展如何?标准将会发生怎样的变化呢?为此,记者近日专门拜访了主持了这些标准修订的全国电压电流等级和频率标准化技术委员会秘书长刘迅,了解详情。
4项标准已经上报“2007年修订了频率偏差、供电电压偏差、电压波动和闪变、三相电压不平衡4个指标,2008年6月已经上报到国家标准化委员会,大概在2008年年底或2009年年初会知道审核的最终结果。
刘迅告诉记者,“而谐波由于涉及问题比较多,另外专门组成了修订组,目前还没有完成修订。
”据了解,此次修订根据国家标准化管理委员会关于完善企业为主体参与国际标准和国家标准修订机制的指示精神,分别由中国电力科学研究院、武汉国测科技股份有限公司和全国电压电流等级和频率标准化技术委员会作为第一修订单位,并吸收国内在相关领域内具有一定影响力的单位共同组成工作组来完成。
在电能质量领域,当前国家标准主要包括<供电电压允许偏差>(G B l2325—2003)、<电压允许波动和闪变>(G B l2326—2000)、<公用电网谐波>(G B/T14549—1993)、<三相电压允许不平衡度>(G B/T15543—1995)、<电力系统频率允许偏差>(G B厂r15945—1995)、<暂态过电压和瞬态过电压>(G B/T18481—2001)。
此次修订源于在执行中暴露出的一些问题。
主要为标准限值与现实国民经济发展需求有一定出入、规定比较粗糙含糊、标准可操作性较差等。
在标准中,有的标准限值与实际情况相比过严或过松。
电网频率偏差标准中规定电气设备一般允许频率变动范围为士0.5H z,国内主要用电负荷均由几个大电网(华北、东北、西北、华中、川渝和南方电网等)供电,这些大电网频率控制实际水平在±0.1H z左右,很少超过±0.2H z。
过电压继电器的返回系数的标准1. 什么是过电压继电器?过电压继电器是一种用于保护电气设备免受过电压影响的设备。
在电网中,由于雷击、操作失误、设备故障等原因,会产生电压过高的情况,这种过电压如果传到电气设备上,可能会损坏设备,甚至引发火灾。
过电压继电器的作用非常重要,它能够在电压超过一定范围时及时启动保护装置,将设备断开,保护设备和人员的安全。
2. 过电压继电器的返回系数是什么?过电压继电器的返回系数是指继电器自动复归的电压与动作时的电压之比。
在继电器的作用过程中,当电压超过了设定值,继电器会动作,将设备断开。
而当电压恢复正常时,继电器的返回系数决定了继电器是否能够自动复归。
这个参数的大小影响了过电压继电器的可靠性和有效性。
3. 过电压继电器的返回系数的标准根据《电气设备一般规定》和《电气设备安全标准》的相关标准规定,过电压继电器的返回系数应符合以下要求:- 返回系数应符合设备制造商的技术要求和性能指标。
- 返回系数应保证继电器在额定工作电压下能够可靠地完成动作和复归过程。
- 返回系数的设定值需要经过实际测试和验证,确保其符合实际使用环境的要求。
- 过电压继电器的返回系数应符合国家标准和行业标准的要求,以确保设备的质量和可靠性。
4. 如何保证过电压继电器的返回系数符合标准?为了保证过电压继电器的返回系数符合标准,制造商和用户需要采取一系列举措:- 制造商在生产过程中需要严格执行国家和行业标准的要求,配备先进的测试设备和技术人员,确保过电压继电器的质量和性能。
- 用户在选购过电压继电器时,需要仔细查看产品的质量证明和相关标准的认证,选择合格的产品供应商,并根据实际使用需求选购合适的继电器。
- 在使用过电压继电器时,用户需要按照产品说明书中的要求设置和调试继电器的参数,确保其与实际工作电压相匹配,保证返回系数的有效性。
- 当发现过电压继电器的返回系数不符合要求时,应及时与制造商或供应商通联,进行维修或更换,以保证设备的正常工作。
DL_T6201997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合(最新)一、引言DL/T 6201997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》是我国电力行业的重要标准之一,旨在规范交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计,确保电力系统的安全稳定运行。
随着电力技术的不断发展和电力系统的复杂化,该标准在实际应用中不断得到完善和更新。
本文将对DL/T 6201997的最新内容进行详细解读,涵盖标准的基本原则、过电压保护措施、绝缘配合要求以及实际应用中的注意事项。
二、标准的基本原则1. 安全第一原则:确保电力系统的安全运行是过电压保护和绝缘配合设计的首要目标。
所有设计和措施必须满足安全要求,防止因过电压导致的设备损坏和系统故障。
2. 可靠性原则:过电压保护和绝缘配合设计应具有较高的可靠性,能够在各种工况下有效发挥作用,减少故障发生的概率。
3. 经济性原则:在满足安全和可靠性的前提下,设计和措施应尽量经济合理,避免不必要的浪费。
4. 适应性原则:设计和措施应适应电力系统的实际情况,考虑环境条件、设备特性等因素,确保其在实际运行中的有效性。
三、过电压保护措施1. 雷电过电压保护避雷针和避雷线:通过安装避雷针和避雷线,将雷电放电引向地面,保护电气设备免受直接雷击。
避雷器:在电气设备附近安装避雷器,限制雷电过电压的幅值,保护设备绝缘。
接地系统:合理设计接地系统,降低雷击时的接地电阻,确保雷电流迅速泄放。
2. 操作过电压保护断路器合闸电阻:在断路器合闸过程中,通过合闸电阻限制操作过电压的幅值。
并联电抗器:在系统中安装并联电抗器,吸收操作过程中的多余能量,降低过电压水平。
避雷器:在关键部位安装避雷器,限制操作过电压的幅值。
3. 暂时过电压保护中性点接地方式:选择合适的中性点接地方式,如直接接地、经电阻接地等,降低暂时过电压的影响。
无功补偿装置:通过安装无功补偿装置,调节系统电压,减少暂时过电压的发生。
四、绝缘配合要求1. 绝缘水平选择设备绝缘水平:根据系统的电压等级和过电压水平,选择合适的设备绝缘水平,确保设备在正常运行和过电压情况下均能安全工作。
电能质量的性能指标与改善方法1电能质量概念电能质量包括四个方面的相关术语和概念:电压质量(VoItageqUality)即用实际电压与额定电压间的偏差(偏差含电压幅值,波形和相位的偏差),反映供电企业向用户供给的电力是否合格;电流质量(CUrremqUality)即对用户取用电流提出恒定频率、正弦波形要求,并使电流波形与供电电压同相位,以保证系统以高功率因数运行,这个定义有助于电网电能质量的改善,并降低网损;供电质量(qualityofsupply)包含技术含义和非技术含义两个方面:技术含义有电压质量和供电可靠性;非技术含义是指服务质量(qualityOfSerViCe)包括供电企业对用户投诉的反应速度和电力价格等;用电质量(qualityofconsumption)包括电流质量和非技术含义,如用户是否按时、如数缴纳电费等,它反映供用双方相互作用与影响用电方的责任和义务。
一般地,电能质量的定义:导致用户设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差。
这个定义简单明晰,概括了电能质量问题的成因和后果。
随着基于计算机系统的控制设备与电子装置的广泛应用,电力系统中用电负荷结构发生改变,即变频装置、电弧炉炼钢、电气化铁道等非线性、冲击性负荷造成对电能质量的污染与破坏,而电能作为商品,人们会对电能质量提出更高的要求,电能质量已逐渐成为全社会共同关注的问题,有关电能质量的问题已经成为电工领域的前沿性课题,有必要对其相关指标与改善措施作讨论和分析。
2电能质量指标电能质量指标是电能质量各个方面的具体描述,不同的指标有不同的定义,参考IEC标准、从电磁现象及相互作用和影响角度考虑给出的引起干扰的基本现象分类如下:(1)低频传导现象:谐波、间谐波、电压波动、电压与电流不平衡,电压暂降与短时断电,电网频率变化,低频感应电压,交流网络中的直流;(2)低频辐射现象:磁场、电场;(3)高频传导现象:感应连续波电压与电流,单向瞬态、振荡瞬态;(4)高频辐射现象:磁场、电场、电磁场(连续波、瞬态);⑸静电放电现象。
过电压指标、标准、措施
一、过电压定义及指标
1、过电压定义
过电压是指工频下交流电压均方根值升高,超过额定值的10%,并且持续时间大与1分钟的长时间电压变动现象;过电压的出现通常是负荷投切的结果,例如:切断某一大容量负荷或向电容器组增能(无功补偿过剩导致的过电压)。
过电压分外过电压和内过电压两大类。
(1)外过电压
又称雷电过电压、大气过电压,由大气中的雷云对地面放电而引起的,分直击雷过电压和感应雷过电压两种。
大气过电压由直击雷引起,特点是持续时间短暂,冲击性强,与雷击活动强度有直接关系,与设备电压等级无关。
因此220KV 以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。
1)雷电过电压的持续时间约为几十微秒,具有脉冲的特性。
直击雷过电压是雷闪直接击中电工设备导电部分时所出现的过电压。
雷闪击中带电的导体,如架空输电线路导线,称为直接雷击。
雷闪击中正常情况下处于接地状态的导体,如输电线路铁塔,使其电位升高以后又对带电的导体放电称为反击。
直击雷过电压幅值可达上百万伏,会破坏电工设施绝缘,引起短路接地故障。
2)感应雷过电压是雷闪击中电工设备附近地面,在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电工设备(包括二次设备、通信设备)上感应出的过电压。
(2)内过电压
电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压,有暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。
1)暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障,使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压,又称工频电压升高。
特
点是持续时间长,过电压倍数不高,一般对设备绝缘危险性不大,但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。
常见的有:①空载长线电容效应(费兰梯效应)。
在工频电源作用下,由于远距离空载线路电容效应的积累,使沿线电压分布不等,末端电压最高。
②不对称短路接地。
三相输电线路a相短路接地故障时,b、c 相上的电压会升高。
③甩负荷过电压,输电线路因发生故障而被迫突然甩掉负荷时,由于电源电动势尚未及时自动调节而引起的过电压。
2)操作过电压是由于进行断路器操作或发生突然短路而引起的衰减较快持续时间较短的过电压。
特点是具有随机性,但最不利情况过电压倍数较高。
常见的有:①空载线路合闸和重合闸过电压。
②切除空载线路过电压。
③切断空载变压器过电压。
④弧光接地过电压。
3)谐振过电压是电力系统中电感、电容等储能元件在某些接线方式下与电源频率发生谐振所造成的过电压。
特点是过电压倍数高、持续时间长。
一般按起因分为:①线性谐振过电压。
②铁磁谐振过电压。
③参量谐振过电压。
2、过电压指标
(1)线路耐雷水平
定义:雷击线路时不致引起线路绝缘闪络的最大雷电流值,以kA为单位。
(2)雷击跳闸率
定义:架空输电线路在规定长度和规定雷暴日下因雷击引起的事故跳闸次数。
我国有关标准规定采用每百公里每40个雷暴日下的跳闸次数。
雷击跳闸率n 的概念:每百公里线路、40雷电日,由于雷击引起的开断数(重合成功也算一次),称为该线路的雷击跳闸率,简称跳闸率,跳闸率是衡量线路防雷性能好坏的综合指标,它可定性地用下式表示:
n=N×P1×η 式中,N——线路上的总落雷数P1——是雷电流幅值等于或大于耐雷水平的概念η——建弧率NP1——表示会引起闪络的雷击数。
所以NP1η表示会引出开关跳闸的雷击次数,即跳闸率[1]。
二、过电压标准
在电力设备绝缘设计中,根据DL/T620-1997过电压保护标准对操作过电压倍数做如下规定:
35KV及以下低电阻接地系统k=3.2;
66KV及一下系统(除低电阻接地系统外)k=4.0;
110KV及200KV系统k=3.0;
330KV(直接接地)k=2.75;
500KV系统(直接接地)k=2.0或2.2。
三、过电压措施
1、变压器过电压保护措施
为了防止变压器绕组绝缘在过电压时被击穿,必须采取适当的过电压保护措施,目前主要采用下列措施:
(1)避雷器保护。
在变压器的出线端装设避雷器,当雷电波从输电线侵入时,避雷器的保护间隙被击穿,过电压波对地放电,这样雷电波就不会侵入变压器,从而保护了变压器。
(2)加强绝缘。
除了加强变压器高压绕组对地绝缘外,针对雷电波作用的特性,还要加强首端及末端部分线匝的绝缘,以承受由于起始电压分布不均匀而出现的较高的匝间电压。
这种方法效果有限,而且加厚绝缘使散热困难,同时减少了匝间电容,增大了匝间电压梯度。
目前只在35kV及以下的变压器中采用。
(3)增大匝间电容。
匝间电容相对于对地电容愈大时,则电压的起始分布愈均匀,电压梯度越小,因此增加匝间电容是有效的过电压保护措施。
过去常采用加装静电板或静电屏的方法,现在在110kV以上的高压变压器上,广泛采用纠结式线圈。
纠结式线圈制造工艺简单,不增加材料,与连续式线圈相比能显著增大匝间电容,所以现在高压大型电力变压器的高压绕组大多数采用了这种绕线法。
2、交流特高压输电系统限制内部过电压的主要措施
1)输电线路上装设高压并联电抗器,其中性点通过小电抗接地;
2)线路的架空地线(避雷线)采用光纤电缆(OPGW)或良导体导线;
3)变电站母线和输电线路上装设吸收能量较大的避雷器;
4)断路器采用合分闸电阻;
5)在GIS变电站中采用有电阻接入的隔离刀闸装置。
3、防止雷电侵入波引起过电压的措施
1)装设避雷针
2)装设避雷线
3)装设避雷器
4)加装熔断器
4、电网中限制操作过电压的措施
1)选用灭弧能力强的高压开关;
2)提高开关动作的同期性;
3)开关断口加装并联电阻;
4)采用性能良好的避雷器,如氧化锌避雷器;
5)使电网的中性点直接接地运行。