高电压技术 电力系统内部过电压20091117.ppt
第九章 电力系统内部过电压,9.1 切除小电感负荷过电压 9.2 切除小电容负载过电压 9.3 空载线路合闸过电压 9.4 间歇电弧接地过电压 9.5 谐振过电压 9.6 工频电压升高,内部过电压分类,第一节 切除小电感负荷过电压,小电感负荷：空载变压器、消弧线圈、并联电抗器等。 断路器灭弧特性：可以快速断开大的感性电流，有很强的灭弧能力，一般在电流过零点灭弧。对于小的电感电流，断路器断开时，电弧较弱，断路器在电流自然过零点之前灭弧，出现截流现象。由于截流，电感中的能量不能突变到零，磁场能将转变为电场能，使电压升高。,第一节 切除小电感负荷过电压,9.1.1 产生过电压的基本原理 若截流瞬间流过电感的电流为 I0，电容上的电压为U0，则电 容电感回路的总能量为：,第一节 切除小电感负荷过电压,当全部能量转变为电场能量时，电容上出现电压最大值。,在电感电流最大值时截流：0=m U0=0,第一节 切除小电感负荷过电压,9.1.2 影响过电压的因素 断路器性能：断路器的截流能力越强，过电压幅值越高，因此，最大截流I0(max)是断路器的一个重要指标。 变压器特性：变压器的LT越大，CT越小，则ZT越大，电压幅值越高。,第一节 切除小电感负荷过电压,9.1.3 限制过电压的措施 从断路器入手，在断路器触头上并联高值电阻，具有阻尼作用和限制激磁电流的作用。 从变压器入手，减小变压器的特性阻抗：绕组结构、铁芯材料。 采用避雷器保护。,第二节 切断小电容负载过电压,电力系统小电容负载：空载线路、电缆、电容器组 电弧的多次重燃是形成这种过电压的原因。 这种过电压是选择超高压长线路绝缘水平所考虑的重要因素。,第二节 切断小电容负载过电压,9.2.1 产生过电压的过程,第二节 切断小电容负载过电压,9.2.2 影响过电压的因素 断路器性能：防止或减少电弧重然的次数。 电网中性点接地方式：三相断路器分闸不同期造成瞬间的不对称，使某一相的过电压较高。因此，中性点非有效接地系统过电压高20。 多路出线、线路侧由电磁式电压互感器，重燃时，残余电荷迅速重新分布，降低了电压起始值，从而使过电压降低。,第二节 切断小电容负载过电压,9.2.3 防止过电压的措施 采用不重燃断路器 并联分闸电阻 线路末端装设 避雷器,第三节 空载线路合闸过电压,9.3.1 产生过电压的物理过程 正常合闸,第三节 空载线路合闸过电压,不计损耗 计及损耗,第三节 空载线路合闸过电压,自动重合闸,第三节 空载线路合闸过电压,9.3.2 影响过电压的因素 合闸相角 残余电压 回路损耗,第三节 空载线路合闸过电压,9.3.3 限制过电压的措施 控制合闸相角 断路器主触头并联电阻 线路末端装设避雷器,第四节 间歇电弧接地过电压,9.4.1 过电压发展的物理过程,第四节 间歇电弧接地过电压,t=t1时刻发弧，发弧前瞬间三相电容上的电压分别为： 发弧后瞬间三相电容上的电压分别为： 过渡过程中振荡最大电压幅值,第四节 间歇电弧接地过电压,t2时刻,工频电流过零，电弧熄灭。 熄弧前瞬间三相电容电压 在中性点不接地系统中，熄弧后C2、C3上的电荷重新分配，使中性点产生了直流偏移电压。 熄弧后瞬间三相电容电压 熄弧过程没有高频振荡过程。,第四节 间歇电弧接地过电压,t3时刻若再次发弧，重然前瞬间电压： 重燃後瞬间电压 过渡过程中最大电压幅值,第四节 间歇电弧接地过电压,9.4.1 限制过电压措 中性点有效接地 中性点经消弧线圈接地,第五节 谐振过电压,9.5.1 谐振类型 通常认为：系统中的电阻和电容元件为线性元件；电感元件有线性元件、非线性元件和周期性变化的元件。 线性谐振：线性电感与电容、电阻串联回路中，感抗与容抗相等时，发生线性谐振；此时回路电流仅由电阻决定。在设计和运行中应设法避开谐振条件。 参数谐振：某些元件的电感参数会发生周期性变化。 铁磁谐振：含铁芯的电感元件，会出现铁芯饱和现象，从而达到谐振条件。,第五节 谐振过电压,9.5.1 铁磁谐振过电压,产生机理 特点 限制措施,第六节 工频电压升高,9.6.1 空载线路的电容效应,相位系数,限制措施,第六节 工频电压升高,9.6.2 不对称短路引起的工频电压升高 单相接地时，健全相的电压为：,第六节 工频电压升高,9.6.3 突然甩负荷引起的工频电压升高 在发电机突然失去部分或全部负荷的瞬间，由磁链守恒原理可知，通过激磁绕组的磁通是不会突变的，与其对应的电源电势Ed仍维持原来大小。很显然，甩负荷前的电感电流对发电机主磁通的去磁效应会突然消失，而空载线路的电容电流对主磁通将起着增磁作用使得Ed上升，反映为工频电压升高。,第六节 工频电压升高,9.6.3 工频电压升高的抑制 220kV 及以下系统，一般不需采用措施限制工频电压升高。 330kV、500kV系统中，应当采取适当措施：合理的电网接线；科学的操作程序；正确采用并联电抗器及静止补偿装置。,
