高海拔地区-空气间隙选择
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500kV某变电站高海拔外绝缘水平和空气间隙计算
叶盛;周艳青
【期刊名称】《电气技术与经济》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】本文首先确定了500kV某高海拔变电站的污秽等级及爬电距离,对绝缘子片进行了选择;提出了高海拔电站空气间隙距离选择的原则及要求,并对变电站500kV电压等级的空气间隙进行了计算,确定了最小相地和相间的空气间隙推荐值,计算结果对于保证工程的可靠设计和安全稳定运行有一定地积极意义。
【总页数】3页(P310-311)
【作者】叶盛;周艳青
【作者单位】中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM7
【相关文献】
1.500kV建塘输变电工程高海拔外绝缘特性及绝缘配合研究
2.高海拔地区变电站外绝缘及空气间隙设计
3.川藏铁路高海拔接触网空气外绝缘间隙修正方法探讨
4.高海拔地区110kV变电站外绝缘及空气间隙计算研究
5.川藏铁路高海拔接触网空气外绝缘间隙修正方法探讨
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高海拔地区主变中性点放电间隙距离选择研究摘要:本文结合高海拔某500kV变电站220kV主变中性点成套设备间隙距离的整定计算,研究了海拔高度对中性点成套设备放电间隙的距离的影响,对高海拔地区的变电站中性点成套设备的放电间隙距离选择有一定的指导意义。
0 引言电力变压器是电网中的重要元件,其安全运行关系到整个电力系统能否连续稳定的工作。
其中性点接地方式,按照运行的需要大致可分为两类:中性点有效接地和中性点非有效接地。
在我国电力系统中,66kV电压等级以下的系统一般采用中性点非有效接地系统;110kV电压等级以上的系统,一般采用中性点有效接地方式运行。
在中性点有效接地方式的系统中,为保持零序网络保持基本不变,以使零序保护范围基本保持不变的目的,运行人员通常采取部分变压器中性点接地,另一部分变压器中性点不接地的运行方式。
对于中性点不直接接地的分级绝缘变压器,中性点保护一般采用放电间隙并联氧化锌避雷器。
两者互相配合,达到保护变压器目的。
随着海拔的升高,空气密度和湿度的变化,空气间隙的放电电压会相应的降低,为高海拔空气间隙的选择带来一定的难度。
1 放电间隙和并联避雷器的作用和分工避雷器主要针对雷电过电压,放电间隙主要针对有效接地系统中因故障形成局部不接地系统产生的工频过电压,以及非全相运行和铁磁谐振带来的过电压,这种方式既对变压器中性点进行保护,又达到了互为保护的目的。
2 主变中性点放电电压计算根据GB/T 50064-2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》规定:4.1.4条,设计时应避免110kV及220kV有效接地系统中偶然形成局部不接地系统产生较高的工频过电压,其措施应符合下列要求:1.“当形成局部不接地系统,且继电保护装置不能在一定时间切除110kV或220kV变压器的低、中压电源时,不接地的变压器中性点应装设间隙。
当因接地故障形成局部不接地系统时,该间隙应动作;系统以有效接地系统运行发生单相接地故障时,间隙不应动作”;2.“当形成局部不接地系统,且继电保护装置设有失地保护可在一定时间内切除110kV及220kV变压器的三次、二次绕组的电源时,不接地的中性点可装设无间隙金属氧化物避雷器(MOA),应验算其吸收能量。
关于SPD在高海拔环境应用根据IEC61643-1 中2.1.3 章, SPD 应用海拔高度不超过2000米。
而此标准中没有海拔高度超过这个标准的进一步的说明。
在较高海拔出现的问题可能是由设备的空气间隙引起的爬电距离的变化。
为了澄清这个问题,IEC60664 对此作了参考说明。
IEC60664-1 处理低压系统中各设备间的绝缘配合。
它适用于海拔在2000 米(及以上)的设备,且设备的额定交流电压到1000V,额定频率到30kHz,或额定直流电压到1500V。
并且指出对设备基于其性能指标的空气间隙,爬电距离以及固体绝缘的详细要求,包括关于绝缘配合的电气测试方法。
计算标准为:5.1.2.2 计算耐受的瞬时电压间隙应被计算来耐受需要的冲击耐受电压。
依照表F.2,跟主回路直接相连的设备,需要的冲击耐受电压为基于4.3.3.3 的额定冲击电压。
注释 IEC60664-5 为空气间隙等于或者小于2毫米提供了一个灵活及更精确的计算。
SPD 间隙上可能的最大冲击电压为SPD的电压保护水平Up。
5.1.2.3 计算耐受的稳态电压,暂态过电压或者连续峰值电压。
依照表F.7a,间隙可根据稳态电压峰值(d.c 或50/60Hz),暂态过电压或连续峰值电压来计算。
考虑到污染等级,根据表F.7 的间隙计算应与表F.2 比较,选择其中较大值。
注释频率高于30kHz 的计算要求在IEC60664-4 中进行了详细说明。
表A.2描述了在不同海拔下的修正因数。
以上三款产品上可能存在的冲击电压峰值,即Up值最高为2.8kV可能存在的暂态过电压或者连续峰值电压,耐受的稳态电压为Ucpv: 1000 V dc Up: 2.8kV--Table F2: 2.0 mmPeak: 1000 V--Table F7: 0.26 mmRequired clearance up to 2000 m: 2.0mm海拔到2000m 需要的空气间隙为2.0mmCorrection factor as per table A2 for 3000 m: 1.14根据表A2 若海拔高度为3000 米的修正因子:1.14Required clearance up to 3000 m: 2x1.14=2.28 mm海拔3000m 时需要的空气间隙:2.28mm即使到达5000m海拔高度:Correction factor as per table A2 for 3000 m: 1.48根据表A2 若海拔高度为3000 米的修正因子:1.48Required clearance up to 3000 m: 2x1.48=2.96 mm海拔3000m 时需要的空气间隙:2.96mm因此,以上三款产品完全满足高海拔应用的要求。
试述高海拔地区架空线路增加绝缘子数量的原因李治广河北省乐亭县电力局(063600)一般送电线路是长距离架设的,常受大自然的威协。
线路中发生的事故是很复杂的,大约20%的几率是绝缘子和绝缘装置同时受害,故绝缘水平和绝缘子的选择直接关系到送电线路的可靠性。
1送电线路绝缘设计时的一般考虑。
(1)在正常对地电压下,不发生绝缘破坏事故,但对于线路操作等发生的内部过电压也有足够的安全性。
(2)应考虑能耐受雷电压(外部)。
(3)应谋求与相应的发、变电站的绝缘配合。
同时,前提条件是以污秽不严重,而且海拔在1000m以下的地区为对象。
以直线杆塔使用悬垂绝缘子为例,其使用量如附表所列。
耐张绝缘子串的绝缘子数量应比悬垂绝缘子串的同型绝缘子多一个。
2高海拔地区绝缘子数量增加的原因在海拔为1000~35000m的地区,绝缘子串的绝缘子数量,一般按下式确定:n=n〔1+0.1(h-1)〕h——高海拔地区的绝缘子数量个式中 nhn——海拔1000m以下地区的绝缘子数量个h——海拔高度 km按上式计算,当海拔超过1000m的高原地区就应按计算结果增加个数。
这是为什么呢?我们知道,架空线路的外绝缘是由导线之间的空气间隙及固定导线用的绝缘子构成。
在这种绝缘结构中,采用的是空气为绝缘介质,无论绝缘子介质的击穿,还是空气中或沿介质表面的放电都会导致上述绝缘结构电气强度的破坏。
绝缘子的击穿能使其完全损坏,与之不同,沿面放电通常不会造成损坏。
因此,如果使绝缘结构的闪络电压或空气中的放电电压低于绝缘子的击穿电压,那么这种结构的实际电气强度将决定于空气的电气强度。
在上述情况下,为了保证绝缘结构可靠和安全运行,我们必须了解击穿电压与空气密度和电极间隙大小的关系。
一般在电极间的距离一定时,击穿电压遵守巴申定律,与相对空气密度大致成正比。
对于任一气温、气压下的相对空气密度δ的计算式如下:式中 b0——标准气压mbarb——测定时的气压mbarP0——标准气压mmHgP——测定时的气压mmHgθ0——标准气温℃θ——测定时的气温℃如取标准气压1013mbar(760mmHg)和标准气温20℃,则可得出以下关系式:如果把在任一密度的空气中实测绝缘子的击穿电压取作Ub,把该电压换算为δ=1标准状态下空气中的值Uδ则以下关系式成立:U b =KdUδ Uδ=U b/K d式中Kd——相对空气密度的函数上式表明对绝缘子施加的击穿电压大致与相对空气密度成正比。
高原空气间隙的换算1.引言1.1 概述高原是指海拔较高的地区,其气候、地理特征和生态环境与平原地区有很大的差异。
在高原地区,由于气压较低和氧气含量较少的特点,空气间隙的变化对于生物和环境的影响非常明显。
空气间隙是指单位体积大气中非气体组成部分的体积,包括水蒸气、悬浮颗粒物和其他气体成分。
高原空气间隙的换算是研究高原地区大气变化的重要内容之一。
通过对高原空气间隙的计算和换算,我们可以更好地了解高原地区的大气环境特征和变化规律。
这对于研究高原生态系统的健康发展、预测高原气候变化、分析高原空气质量等方面具有重要意义。
本文将首先对高原空气间隙的定义和意义进行详细介绍。
其次,我们将介绍一些常用的高原空气间隙的计算方法,包括通过气象观测数据和模型模拟等手段进行计算。
在计算过程中,我们将重点关注高原地区特有的气候和地理特征对空气间隙的影响,以及如何准确测量和换算高原空气间隙的数值。
通过本文的研究,我们希望能够提供一种科学合理的方法,对高原空气间隙进行准确的计算和换算,为高原地区的环境保护和气候研究提供参考依据。
同时,我们也希望通过对高原空气间隙的深入研究,能够更好地认识和理解高原地区的大气环境,为高原地区的生态保护和可持续发展提供科学支撑。
在接下来的章节中,我们将逐步展开对高原空气间隙的定义和意义、计算方法的介绍以及总结等方面进行详细探讨。
通过对这些内容的研究和分析,相信能够更好地认识和把握高原地区大气变化的规律和特点,为相关领域的科学研究和实践提供有力支持。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:文章结构部分旨在介绍本篇长文的整体结构和内容安排,帮助读者更好地理解文章的内容和阅读思路。
在本篇长文中,结构分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要涵盖了以下内容:1.1 概述:简要介绍高原空气间隙的概念和意义,引起读者对该主题的兴趣。
1.2 文章结构:对整篇文章的结构和内容进行概括性的介绍,帮助读者了解文章的框架和各个部分之间的逻辑关系。
为什么对电器使用环境的海拔高度要加以限制?0为什么对电器使用环境的海拔高度要加以限制?℃℃,所以海拔高度对温升的影响很小,可以不考虑。
至于绝缘强度和分断能力则不然,一般海拔每升高100m,电气间隙和漏电距离的击穿强度将降0.5~1%。
因此,将电器用于海拔高度超过2000m的地区时,应增强电器的绝缘强度,并且降低对分断能力的要求。
空气断路器性能与海拔高度关系一般海拔超过2000米对电器有较大的影响,主要为:第一, 海拔升高,空气密度下降,散热条件变坏,所以产品要降容使用,操作系统要强化。
第二,空气密度降低,耐压强度下降,在爬电距离和电器间隙不变的情况下,产品的额定电压和绝缘电压要降低。
第三,空气密度降低产品承受过电压的能力降低,灭弧能力下降,产品的分断能力要降低。
高原环境条件及其对输配电设备的影响摘要:介绍我国高海拔环境条件,包括气压、气温、太阳辐射等有关环境参数值,以及高原环境条件对输配电设备的影响。
主题词:高海拔;环境条件,输配电设备1、前言全世界海拔2000m以上的陆地面积达1980万km2,中国海拔1000m以上的土地面积约占全国陆地总面积的60%左右,2000m以上的面积约占33%,3000m以上的面积占16%,这些地区有着丰富的资源急待开发,如水电资源,约占全国水电资源的75%以上,在国家“西部大开发”战略的实施中,开发水电能源,实现“西电东送”是一个重要内容。
因此了解高海拔地区的环境条件及其对输配电设备的影响,有着重要的现实意义。
过去,对高海拔环境条件及其对输配电的影响进行过一些研究并得到一定的成果,但总的来说研究还远远不够,难以满足输配电工程建设和运行的需要,有必要进一步全面研究,提高输配电设备和产品的质量,使其更适合高海拔环境条件下的安全运行需要。
2、高原气候的特点及有关气候参数高原气候的特点是气压低、年平均气温低、日温差大、太阳辐射强度大等。
2.1 气压、空气密度和湿度气压、空气密度和湿度与海拔高度关系密切。
110~220kV高海拔地区架空输电线路杆塔上带电部分与杆塔间及相间的最小空气间隙选择2012年1月4日编写:李XX内容提要本文根据下列2008~2010年颁布的技术规定编写:1. 国家电网公司企业标准《110kV~750kV架空输电线路设计技术规定》Q/GDW 179-20082. 中国南方电网有限责任公司企业标准《110kV~500kV架空输电线路设计技术规定》Q/CSG 11502-2008对高海拔地区线路绝缘选择的初步意见:1)220kV输电线路2)110kV输电线路注:括号中为V串数值。
3)相间的最小空气间隙1. 空气放电电压的海拔修正系数依据《110kV-500kV架空输送电线路设计技术规定》(Q/CSG 11502-2008)的规定,在海拔不超过1000m的地区,带电部分与相应杆塔构件的间隙,在相应风偏条件下,不小于下列数值:雷电过电压 1.90m操作过电压 1.45m工频电压 0.55m带电作业 1.8+0.5m当海拔高度超过1000m以上时,应按《110kV-500kV架空输送电线路设计技术规定》(Q/CSG 11502-2008) 9.11条的公式(5),仅提供了空气放电电压的海拔修正系数修正。
即Ka=e mH/8150式中:H-海拔高度,m;m-海拔修正因子,工频、雷电修正因子m=1.0,操作过电压修正因子,按规程给定曲线确定,I串约为0.87,V串约为0.84。
根据不同的海拔高程,可以算出工频、操作、雷电三种情况下放电电压的海拔修正系数如下:工频电压、操作过电压在1000m以下空气放电电压,可按《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》10.2.2条(P.27)计算如下:2.工频电压空气间隙的修正工频50%放电电压应符合下式要求:Ui.s≧K2Um/√3≧1.35хUm)/√3≧189(V串196)kV (再乘Ka后得下表数字)式中:K2-线路空气间隙工频电压统计配合系数,对110~220kV取1.35(V串取1.4);Um)/√3-为系统最高相电压,242/√3 kV。
摘要:对于我国西南、西北部平均海拔较高地区的电气化铁路,海拔是影响接触网外绝缘的最重要因素,如果外绝缘设计不当,过小必将发生闪络或者击穿事故,过大则使隧道断面增加,投资浪费。
本文通过科学合理地对高海拔进行了分级分类,全面分析了IEC 、国标、行业标准和实验数据中的外绝缘海拔修正方法,并就高海拔条件下接触网空气绝缘间隙选择提出建议,同时也对进一步开展相关实验研究提出了建议方向。
关键词:高海拔;铁路;接触网;绝缘间隙中图分类号:U225.4+3文献标识码:B文章编号:1006-8686(2019)02-025-03唐伟1,李良威2高海拔地区接触网空气绝缘间隙海拔修正方法研究(1、2中铁二院工程集团有限责任公司电气化设计研究院,高级工程师,四川成都610031)10.13572/ki.tdyy.2019.02.008我国最大的四个高原即青藏高原、内蒙古高原、黄土高原、云贵高原分布在西南、西北部,随着地区社会经济发展需要,部分地区已经开始建设电气化铁路网。
该地区修建铁路平均海拔较高,随着海拔增高,气压和温度都将下降,相对空气密度减小,空气间隙和绝缘子的外绝缘放电电压随之下降。
而对于电气化铁路接触网,如果外绝缘设计不当,过小必将发生闪络或者击穿事故,过大则会使隧道断面增加,造成投资浪费。
因此,隧道内接触网电气绝缘间隙的选择,既是确保电气供电可靠运行至关重要的因素,也是影响隧道净空高度及工程投资的重要参数。
目前,在进行接触网电气绝缘间隙高海拔外绝缘校正方面,虽然国内外相关研究和标准众多,但迄今仍没有科学、统一的海拔分级标准,导致高海拔地区电气设备参数杂乱、同类型设备序列众多、规格型号不统一,通用互换性较差,本文将系统分析国内外相关标准对高海拔外绝缘校正计算方法和范围,提出合理的分类设计思路,对接触网空气间隙修正系数提出可行、有效建议,旨在方便工程设计,有利于缩短工程建设周期,降低工程建设和运营成本,有利于增强设备的统一性和通用性,提高工程建设水平。
输变电工程专业技术考试须知本试卷总分100分,及格分60分。
考试限时120分钟,到时将自动交卷,学员不限考试次数,系统将取历次考试中的最高分作为最终成绩。
本试卷总题量8道,(判断:2题、单选:4题、多选:2题)试卷类型:固定试卷一、判断题(每题10 分,共2 题,总分20 分)1、户外变电站宜按电压等级设置预制舱式二次组合设备。
()正确2、变电站在高海拔地区,对设备外绝缘水平、空气间隙、布置尺寸进行海拔修正。
()正确二、单选题(每题15 分,共4 题,总分60 分)3、装配式变电站主变压器室和GIS室柱距宜采用()A、4.0m~5.0mB、5.0m~6.0mC、6.0m~7.5mD、7.5m~9.0m正确答案C4、户外单台油量为1000kg以上的电气设备,应设置贮油或挡油设施,其容积宜按设备油量的()设计,并能将事故油排至总事故贮油池。
A、0.1B、0.2C、0.6D、1正确答案B5、对于变电站丁、戊类建筑物,消火栓灭火系统的火灾延续时间不应小于()。
A、1.5hB、2.0hC、3.0hD、4.0h正确答案B6、变电站主控通信楼和继电器小室火灾危险性性级别为()。
A、乙B、丙C、丁D、戊正确答案C三、多选题(每题10 分,共2 题,总分20 分)7、变压器总事故油池和贮油设施设计,下列()是正确的A、总事故油池有效容积按最大主变油量的100%考虑,并设置油水分离装置B、总事故油池有效容积按最大主变油量的60%考虑,并设置油水分离装置C、贮油设施内卵石层厚度不小于250mmD、贮油设施内卵石直径宜为50~80mm正确答案ACD8、通用预制舱尺寸为哪些型号()。
A、Ⅰ型6200×2800×3133mmB、Ⅱ型9200×2800×3133mmC、Ⅲ型12200×2800×3133mmD、Ⅲ型15200×2800×3133mm正确答案ABC。
2020.10 EPEM81电网运维Grid Operation高海拔地区杆塔与电气设备的空气间隙海拔修正方法华电西藏能源有限公司成都分公司 李 磊摘要:通过计算海拔高度对气体放电的影响参数,控制空气间隙海拔修正参数,使杆塔与电气设备能够在高海拔地区达到较好运行效果。
关键词:高海拔;杆塔;电气设备;空气间隙高原地区建设由于平均海拔较高,在海拔增高情况下气压与温度下降,导致空气密度减小,空气间隙与绝缘子的绝缘放电电压随之下降[1]。
因此在高海拔地区外绝缘设备如果空气间隙过小容易发生击穿或闪络事故,空气间隙过大则会造成投资浪费。
因此高海拔地区杆塔与电气设备的空气间隙海拔修正,既是保证电气设备运行的关键因素,也是影响相关工程投资的主要参数。
目前高海拔地区杆塔与电气设备的空气间隙海拔修正相关研究较多,难以达到统一的分级标准,导致高海拔地区电气设备修正参数无法统一[2]。
考虑到这一问题,根据相关标准设计一种可行的修正方法,在方便工程设计的基础上,能够有效缩短工程建设周期、降低工程建设与运营成本,有利于增强杆塔与电气设备的统一性与通用性。
1 高海拔地区杆塔与电气设备的空气间隙海拔修正方法1.1 气体放电海拔高度影响参数在高海拔地区杆塔与电气设备使用时,其内部相关元器件会随海拔高度增加而逐渐升温。
其递增率为海拔高度每增加100m 温度增加约0.1~0.5℃。
海拔的增加同样会降低环境温度,其递减率约为海拔高度每增加100m 温度下降约0.5℃。
杆塔与电气设备在室外运行环境下,室外平均气温随海拔上升而下降,对设备极限温度也有着非常明显的补偿作用[3]。
因此杆塔与电气设备使用中不需考虑相关温升抑制措施,另外由于温度补偿明显,需要对温升极限进行相应海拔修正,其海拔温升极限值为T=t 0+Δt(1),其中t 0为杆塔与电气设备标准规定温升极限;Δt 为设备温升极限值的海拔修正值(表1)。
海拔升高会导致设备周围气温下降,同时导致大气参数变化。
专利名称:高海拔35kV及以下空气间隙击穿放电特性的确定方法
专利类型:发明专利
发明人:邓华,肖庆初,杨亮,庞峰,吝明强,郑瑞东,龚明义,李志林,蔡澍雨,宋琪
申请号:CN201711317305.5
申请日:20171212
公开号:CN108008266A
公开日:
20180508
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明属于带电作业检修技术领域,具体涉及高海拔35kV及以下空气间隙击穿放电特性的确定方法,包括确定海拔条件、确定试验设备、开展空气间隙试验、确定击穿放电特性和安全欲度及危险率分析五大步骤。
本发明在高海拔地区对35kV、20kV、10kV三个电压等级做空气间隙试验,确认线路空气间隙击穿放电特性,在高海拔地区进行带电作业时,通过查其放电曲线或回归公式后,确定带电作业所需安全距离,解决了与实际工况相比存在的误差,对提高高海拔地区35kV及以下线路带电作业的安全性提供了依据,对促进高海拔地区35kV及以下线路带电作业的发展起到了积极作用。
申请人:云南电网有限责任公司带电作业分公司,云南电力试验研究院(集团)有限公司
地址:650000 云南省昆明市五华区羊仙坡1号
国籍:CN
代理机构:昆明合众智信知识产权事务所
代理人:张玺
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圈内人语·COLUMN66电器2017/7在高原地区使用的家电,面临包括电气安全、控制失灵、性能降低、结构劣化以及材料老化等问题,企业应针对高原环境的特殊条件,对这些产品的技术要求进行变更。
企业在研发产品时,应基本明确,海拔2000m 是高原电气安全要求的分界线。
关于海拔2000m 以上高原地区使用的产品电气安全的特殊要求,近期将随着新一版GB 4706.1的发布成为家电的强制要求。
同时,对于一些性能与环境空气参数密切相关产品,如空气源热泵、燃气灶具等,海拔1000m 对产品所带来的影响也是应当引起重视。
高原对家电的挑战随着中国西部地区社会和经济的发展,尤其是近年大家电连锁销售企业以及电商的进入,家电在西部地区的销量快速增长。
中国地势分布从南到北梯度升高,典型的高海拔地区云贵高原、青藏高原以及川西高原形成的高原地区,在地理高度上明显高于家电传统销售地区。
按照地理学概念,中国65%的国土面积海拔超过1000m,属于高原地区。
高原地区不仅气压低,而且平均气温低、昼夜温差大,同时太阳辐照强度大,对家电的使用带来了一系列问题。
以往大量使用空气源热泵的基本是在海拔1000m 以下地区,其中绝大部分地区海拔高度更是低于500m 的沿海,所以,中国空气源热泵积累的技术经验几乎都是在海拔500m 以下地区获得,这些经验无法全面解决高原地区的环境条件对家电形成的问题。
在高原地区使用的家电,主要面临的问题包括电气安全、控制失灵、性能降低、结构劣化以及材料老化等。
首先是电气安全,气压降低导致空气介电强度下降,从而增加了飞弧、爬电或电晕的危险。
因此,电气安全标准针对脉冲试验电压和电气间隙指标,规定了在高原地区使用的电器的相应修正规则。
其次是控制失灵,气压改变了水的沸点,在低海拔地区销售的电热水壶在高原地区失去了自动控制功能;电热水器的液胀式温度控制器由于气压变化,改变了动作值,在水温未达到设定值就停止电热元件的供电。
高海拔地区电气设备选型及调试研究发布时间:2023-03-07T06:26:07.295Z 来源:《中国电业与能源》2022年第20期作者:郭磊[导读] 电气设备在高海拔地区的影响主要来自于设备温升增加、郭磊中国电建集团河南工程有限公司河南郑州 450000[摘要]电气设备在高海拔地区的影响主要来自于设备温升增加、绝缘降低和设备降容的问题,本文主要对高海拔地区对电气设备影响和选型进行一些探讨,浅谈在高海拔地区电气设备调试过程中应该注意的事项和试验要求。
[关键词]高海拔、电气设备、温升、绝缘、降容1 引言随着西部大开发进程的不断推进,我国在西藏等高海拔地区的电力建设也加大了力度,而这些地区的特点就是海拔高,在高海拔地区对电气设备的影响还是比较大的,本文通过在西藏羊易地热电站的调试经验浅谈一些高海拔地区电气设备的选型和调试过程中的要求及注意事项。
2 高海拔地区电气设备选型及调试研究2.1工程概况西藏羊易地热电站位于西藏自治区当雄县格达乡羊易村,地处海拔4600多米,单机容量16MW,为成套引进以色列进口双工质地热发电机组,其地热源由两口生产井和一口回灌井组成,在国内首次使用地热水完全回灌再利用技术,西藏羊易地热电站的投运意味着世界海拔最高、国内单机容量最大的地热发电机机组投运发电。
2.2 高海拔地区的特点一般情况来说,低压电气设备在海拔2000米以上,中、高压电气设备在海拔1000米以上的地区被称为高海拔地区,高海拔地区的自然条件相对比较恶略,其主要特点为:1、空气密度及气压较低2、空气温度较低,温度变化较大3、空气绝对湿度小4、太阳辐射强度较高5、降水量较少6、土壤温度较低,且冻结期较长2.3 高海拔对电气设备的影响当在高海拔地区使用电气设备时,其设备内部元器件如触头、线圈、导线等设备会随着海拔高度的不断升高而温升会不断增加,其递增率大概为海拔每增高100米,温升增加0.1~0.5℃,由于高海拔地区空气密度小,所以导致设备自然降温效率降低,当电气设备在室外安装时,由于海拔越高空气温度越低,对电气设备温升能起到补偿作用,一般问题不大,当电气设备在室内安装时,由于空气密度小,降温效率低的原因,设备的温度相较室外会增高,因此,室内电气设备一定要注意室内通风和设备增加冷却系统。
高压直流工程空气间隙放电电压海拔校正导则下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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高海拔空气间隙修正
哎呀,这“高海拔空气间隙修正”是个啥呀?对于我这个小学生来说,听起来可真够难理解的!
就好像我们在操场上跑步,跑得越远就越累。
在低海拔的地方,空气就像我们轻松跑的时候,没啥压力。
可到了高海拔,就像突然要背着重重的书包跑,可费劲啦!
有一天,老师在课堂上讲这个“高海拔空气间隙修正”。
我瞪大眼睛,竖着耳朵,努力想听明白。
同桌小明悄悄跟我说:“这啥呀,听得我一头雾水!”我心里也嘀咕着:“可不是嘛!”
老师在讲台上说:“同学们,高海拔地区的空气和咱们平时的可不一样,这里面的间隙得修正。
”我就想啊,这间隙修正就像给衣服缝缝补补,得让它合适才行。
我们班的学霸小红举起手问老师:“老师,那怎么修正呀?”老师笑着回答:“这就得靠科学的方法和计算啦!”我在心里直叹气:“哎呀,科学方法和计算,这得多难啊!”
后来,老师给我们举了个例子,说就像搭积木,在平地上搭和在高山上搭,积木之间的距离得变一变,不然就搭不稳。
我好像有点明白了,这不就是根据环境来调整嘛!
可是,我又想,这在生活中到底有啥用呢?难道只是为了让我们做题考试?
放学回家,我问爸爸:“爸爸,高海拔空气间隙修正到底有啥用啊?”爸爸摸摸我的头说:“孩子,这用处可大啦。
比如修高压电线塔,在高海拔就得考虑这个修正,不然电线塔就不安全啦。
”我惊讶地张大了嘴巴:“原来是这样啊!”
经过这么一番了解,我算是知道了,高海拔空气间隙修正虽然复杂难懂,但真的很重要呢!它就像一个神秘的密码,等着我们去解开,去让世界变得更安全、更美好!。
110~220kV高海拔地区架空输电线路
杆塔上带电部分与杆塔间及相间的最小
空气间隙选择
2012年1月4日
编写:李XX
内容提要
本文根据下列2008~2010年颁布的技术规定编写:
1. 国家电网公司企业标准《110kV~750kV架空输电线路设计技
术规定》Q/GDW 179-2008
2. 中国南方电网有限责任公司企业标准《110kV~500kV架空输
电线路设计技术规定》Q/CSG 11502-2008
对高海拔地区线路绝缘选择的初步意见:
1)220kV输电线路
2)110kV输电线路
注:括号中为V串数值。
3)相间的最小空气间隙
1. 空气放电电压的海拔修正系数
依据《110kV-500kV架空输送电线路设计技术规定》(Q/CSG 11502-2008)的规定,在海拔不超过1000m的地区,带电部分与相应杆塔构件的间隙,在相应风偏条件下,不小于下列数值:
雷电过电压 1.90m
操作过电压 1.45m
工频电压 0.55m
带电作业 1.8+0.5m
当海拔高度超过1000m以上时,应按《110kV-500kV架空输送电线路设计技术规定》(Q/CSG 11502-2008) 9.11条的公式(5),仅提供了空气放电电压的海拔修正系数修正。
即
Ka=e mH/8150
式中:
H-海拔高度,m;
m-海拔修正因子,工频、雷电修正因子m=1.0,操作过电压修正因子,按规程给定曲线确定,I串约为0.87,V串约为0.84。
根据不同的海拔高程,可以算出工频、操作、雷电三种情况下放电电压的海拔修正系数如下:
工频电压、操作过电压在1000m以下空气放电电压,可按《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》10.2.2条(P.27)计算如下:2.工频电压空气间隙的修正
工频50%放电电压应符合下式要求:
Ui.s≧K2Um/√3
≧1.35хUm)/√3
≧189(V串196)kV (再乘Ka后得下表数字)式中:
K2-线路空气间隙工频电压统计配合系数,对110~220kV取
1.35(V串取1.4);
Um)/√3-为系统最高相电压,242/√3 kV。
修正到不同海拔高度后工频间隙为:
注:1第三列间隙数据系查原苏联вэи数据曲线;(附件P.8)
2.括号内为V串数值。
可以看出:
1. 按新规程修正高海拔地区工频放电电压的间隙与原99规程接近,但随海拔升高比原99规程也有所增大(6~17%);
2. V型绝缘子串的放电间隙比I串大3~5%。
3. 操作过电压空气间隙的修正
正极性操作冲击电压波50%放电电压应符合下式要求:
Us.l.s≧K3Uo
≧1.03х(3х√2хUm)/√3
≧611(V串694)kV (再乘Ka后得下表数字)式中:
K3-线路空气间隙操作过电压统计配合系数,对110~220kV取
1.03(V串取1.17);
(√2хUm)/√3-为系统最高相电压的有效值,Um=242 kV;
3-最大操作过电压的倍数。
修正到不同海拔高度后操作过电压间隙为:
注:1. 第三列间隙数据系查日本送电线路绝缘设计手册中试验数据(附件P.7);
2. 括号内为V串数值。
可以看出,按新规程修正高海拔地区操作冲击放电电压的间隙与原99规程接近,但随海拔升高比原99规程也有所增大(-3~10%)。
4. 雷电过电压空气间隙的修正
雷电过电压的间隙取决于绝缘子串的正极性雷电冲击电压波50%放电电压,与绝缘子串的片数、高度有关。
《110kV-500kV架空输送电线路设计技术规定》(Q/CSG 11502-2008)9.11条规定,“如因高海拔而需增加绝缘子数量,则雷电过电压的最小间隙也应相应最大”。
《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》10.2.2条规定,“导线对杆塔的空气间隙用绝缘子串正极性雷电冲击电压波50%放电电压х0.85的配合系数确定”。
对于220kV线路在云南特高海拔地区,绝缘子串的片数选择高度H=146mm的瓷绝缘子,15、16、17、18等片数,提出雷电过电压要求的间隙如下表:
注:绝缘子串和空气间隙的50%雷电冲击放电电压值,系根据西安电瓷研究所的试验数据及原苏联вэи数据曲线查得(附件
P.1 ,P.6)。
5. 带电检修空气校验间隙的修正
《110kV-500kV架空输送电线路设计技术规定》(Q/CSG 11502-2008)9.9条规定,在海拔1000m以下地区,带电作业带电部分与接地部分的最小空气校验间隙为1.8m。
在1000m以上高海拔地区进行带电作业时,带电部分与接地部分的最小空气校验间隙也应进行修正。
对于操作人员需要停留的部位,还应考虑人体活动范围0.5m。
计算条件:气温15℃,风速=10m/s。
6. 空气间隙选择的初步结论
以上初步探讨了云南特高海拔地区220kV送电线路空气间隙的选择,现将初步意见列表如下:
注:括号内为V串数值。
1. 空气放电电压的海拔修正系数
依据《110kV-500kV架空输送电线路设计技术规定》(Q/CSG 11502-2008)的规定,在海拔不超过1000m的地区,带电部分与相应杆塔构件的间隙,在相应风偏条件下,不小于下列数值:
雷电过电压 1.00m
操作过电压 0.70m
工频电压 0.25m
带电作业 1.0+0.5m
当海拔高度超过1000m以上时,应按《110kV-500kV架空输送电线路设计技术规定》(Q/CSG 11502-2008) 9.11条的公式(5),仅提供了空气放电电压的海拔修正系数修正。
即
Ka=e mH/8150
式中:
H-海拔高度,m;
M-海拔修正因子,工频、雷电修正因子m=1.0,操作过电压修正因子,按规程给定曲线确定,I串约为0.87,V串约为0.84。
根据不同的海拔高程,可以算出工频、操作、雷电三种情况下放电电压的海拔修正系数如下:
工频电压、操作过电压在1000m以下空气放电电压,可按《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》10.2.2条计算如下:
工频50%放电电压应符合下式要求:
Ui.s≧K2Um/√3
≧1.35хUm)/√3
≧94.3(V串97.8)kV (再乘Ka后得下表数字)式中:
K2-线路空气间隙工频电压统计配合系数,对110~220kV取
1.35(V串取1.4);
Um)/√3-为系统最高相电压,121/√3 kV。
修正到不同海拔高度后工频间隙为:
注:1.第三列间隙数据系查原苏联вэи数据曲线;
2.括号内为V串数值。
可以看出:
1. 按新规程修正高海拔地区工频放电电压的间隙与原99规程接近,但随海拔升高比原99规程也有所增大(7~20%);
2. V型绝缘子串的放电间隙,比I串的大2~5%。
2.2 操作过电压间隙的修正
正极性操作冲击电压波50%放电电压应符合下式要求:
Us.l.s≧K3Uo
≧1.03х(3х√2хUm)/√3
≧305(V串347)kV (再乘Ka后得下表数字)式中:
K3-线路空气间隙操作过电压统计配合系数,对110~220kV取
1.03(V串取1.17);
(√2хUm)/√3-为系统最高相电压的有效值,Um=121 kV;
3-最大操作过电压的倍数。
修正到不同海拔高度后操作过电压间隙为:
注:1. 第三列间隙数据系查日本送电线路绝缘设计手册中试验数据;
2. 括号内为V串数值。
可以看出:
1. 按新规程修正高海拔地区操作冲击放电电压的间隙与原99规程接近,但随海拔升高比原99规程也略有减小-8~1.0%
2. V型绝缘子串的放电间隙,比I串的大13~14%。
2.3 雷电过电压的间隙修正
雷电过电压的间隙取决于绝缘子串的正极性雷电冲击电压波50%放电电压,与绝缘子串的片数、高度有关。
《110kV-500kV架空输送电线路设计技术规定》(Q/CSG 11502-2008)9.11条规定,“如因高海拔而需增加绝缘子数量,则雷电过电压的最小间隙也应相应最大”。
《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》10.2.2条规定,“导线对杆塔的空气间隙用绝缘子串正极性雷电冲击电压波50%放电电压х0.85的配合系数确定”。
对于110kV线路在云南特高海拔地区,悬垂绝缘子串的片数选择高度H=146mm的瓷绝缘子,8、9、10等片数,提出雷电过电压要求的间隙如下表:
注:绝缘子串和空气间隙的50%雷电冲击放电电压值,系根据西安电瓷研究所的试验数据查得。
(附件P.1 ,P.6)。
2.4 带电检修空气校验间隙的修正
《110kV-500kV架空输送电线路设计技术规定》(Q/CSG 11502-2008)9.9条规定,在海拔1000m以下地区,带电作业带电部分与接地部分的最小空气校验间隙为1.0m。
在1000m以上高海拔地区进行带电作业时,带电部分与接地部分的最小空气校验间隙也应进行修正。
对于操作人员需要停留的部位,还应考虑人体活动范围0.5m。
计算条件:气温15℃,风速=10m/s。
2.5 空气间隙选择的初步结论
以上初步探讨了云南特高海拔地区220kV送电线路空气间隙的选择,现将初步意见列表如下:
注:括号内为V串数值。