《绝缘配合》PPT课件.ppt

电 磁 环 境 技 术 研 究 室清 华 大 学 绝 缘 配 合 及 其 原 则 n 电 力 系 统 中 的 绝 缘 发 、 变 电 站 的 电 气 设 备 的 绝 缘 、 线 路 的 绝 缘 n 运 行 中 可 能 承 受 的 电 压 类 型 正 常 运 行 条 件 下 的 工 频 电 压 、 暂 时 过 电 压 (包 括 工 频 电 压 升 高 )、 操 作 过 电 压 、 雷 电 过 电 压n 过 电 压 的 参 数 影 响 绝 缘 的 耐 受 能 力 ， 它 们 在 确 定绝 缘 水 平 中 起 着 决 定 性 的 作 用 n 电 气 设 备 的 绝 缘 水 平 用 设 备 绝 缘 可 以 承 受 （ 不 发 生 闪 络 、 放 电 或 其 他损 坏 ） 的 试 验 电 压 值 表 示 。 对 应 于 设 备 绝 缘 可 能承 受 的 各 种 作 用 电 压 ， 在 进 行 绝 缘 试 验 时 ， 有 以下 几 种 试 验 类 型 短 时 (一 分 钟 )工 频 试 验 长 时 间 工 频 试 验 操 作 冲 击 试 验 雷 电 冲 击 试 验n 随 着 系 统 规 模 的 扩 大 ， 输 电 电 压 等 级 不 断 提 高 ，确 定 绝 缘 水 平 方 法 则 发 生 变 化 绝 缘 配 合 原 则 综 合 考 虑 系 统 中 可 能 出 现 的 各 种 作 用 电 压 、 保护 装 置 特 性 及 设 备 的 绝 缘 特 性 确 定 设 备 的 绝 缘水 平 ， 从 而 使 设 备 绝 缘 故 障 率 或 停 电 事 故 率 降低 到 在 经 济 上 和 运 行 上 可 以 接 受 的 水 平 对 不 同 电 压 等 级 系 统 ， 配 合 原 则 是 不 同 的 n 对 于 220kV及 以 下 的 系 统 ， 一 般 以 大 气 过 电 压决 定 设 备 的 绝 缘 水 平 主 要 保 护 装 置 是 避 雷 器 ， 以 避 雷 器 的 保 护 水 平为 基 础 确 定 设 备 的 绝 缘 水 平 ， 并 保 证 输 电 线 路具 有 一 定 的 耐 雷 水 平 。 对 于 设 备 ， 在 正 常 情 况下 应 能 耐 受 内 过 电 压 的 作 用 ， 因 此 一 般 不 专 门采 用 针 对 内 过 电 压 的 限 制 措 施 n 在 超 高 压 电 力 系 统 的 绝 缘 配 合 中 ， 操 作 过 电 压 逐渐 起 控 制 作 用 采 用 专 门 限 制 内 过 电 压 的 措 施 （ 并 联 电 抗 器 、 带 有并 联 电 阻 的 断 路 器 及 MOA避 雷 器 等 ） 前 苏 联 ： 采 用 避 雷 器 ， 设 备 绝 缘 水 平 是 以 操 作 过 电 压 下 避 雷 器 的 保 护 特 性 为 基 础 确 定 的 美 国 等 ： 改 进 断 路 器 的 性 能 ， 绝 缘 水 平 是 以 雷 电 过 电 压 下 避 雷 器 的 保 护 特 性 为 基 础 确 定 的 我 国 采 取 后 一 作 法 绝 缘 配 合 的 方 法n 惯 用 法n 统 计 法n 简 化 统 计 法 绝 缘 配 合 的 惯 用 法n 惯 用 法 的 基 本 概 念 按 作 用 在 绝 缘 上 的 “ 最 大 过 电 压 ” 和 “ 最 小 绝缘 强 度 ” 的 概 念 进 行 配 合 设 备 的 绝 缘 水 平 与 避 雷 器 的 保 护 水 平 进 行 配 合 避 雷 器 的 保 护 水 平 包 括 雷 电 冲 击 保 护 水 平 和 操作 冲 击 保 护 水 平 n 避 雷 器 的 雷 电 冲 击 保 护 水 平 由 以 下 三 个 数 据 表 征 在 标 称 放 电 电 流 波 形 (如 8 20s)和 幅 值 下 的 残 压 值 磁 吹 避 雷 器 1.2 50s标 准 雷 电 冲 击 放 电 电 压 上 限 磁 吹 避 雷 器 规 定 陡 度 下 的 冲 击 波 波 前 放 电 电 压 最 大 值除 以 1.15， 对 氧 化 锌 避 雷 器 则 为 陡 波 冲 击 电 流 (给 定 波前 及 幅 值 )下 的 残 压 值 除 以 1.15 取 以 上 三 者 中 较 大 者 作 为 雷 电 冲 击 保 护 水 平 n 避 雷 器 的 操 作 冲 击 保 护 水 平 对 于 磁 吹 阀 型 避 雷 器 由 以 下 两 个 数 据 表 征 250 2500s标 准 操 作 冲 击 波 下 的 最 大 火花 放 电 电 压 规 定 操 作 冲 击 电 流 下 的 残 压取 其 中 较 大 者 作 为 操 作 冲 击 保 护 水 平 对 于 氧 化 锌 避 雷 器 规 定 操 作 冲 击 电 流 下 的 残 压 n 在 绝 缘 配 合 时 ， 必 须 考 虑 以 下 因 素 的 作 用 设 备 安 装 点 的 预 期 过 电 压 值 系 统 与 设 备 的 电 气 特 性 类 似 系 统 的 运 行 经 验 所 有 保 护 装 置 的 限 压 效 果对 受 避 雷 器 保 护 的 设 备 ， 在 考 虑 以 上 因 素 的 基 础上 ， 按 预 期 的 暂 时 过 电 压 选 择 避 雷 器 的 额 定 （ 灭弧 ） 电 压 及 保 护 水 平 ， 然 后 取 一 定 安 全 裕 度 系 数确 定 设 备 冲 击 绝 缘 水 平 n 变 电 站 电 气 设 备 绝 缘 水 平 的 确 定500kV变 电 站 主 接 线 示 意 图 变 压 器 的 绝 缘 水 平 应 与 灭 弧 电 压 （ 额 定 电 压 ） 较低 的 变 电 所 型 避 雷 器 进 行 配 合 ， 其 他 设 备 则 与 灭弧 电 压 （ 额 定 电 压 ） 较 高 的 线 路 型 避 雷 器 相 配 合 变 压 器 的 全 波 基 本 冲 击 绝 缘 水 平 (BIL)与 避 雷 器 雷 电 冲 击 保 护水 平 (Up)之 间 取 一 定 的 配 合 系 数 ， 系 数 根 据 各 国 的 运 行 经 验 及传 统 的 取 值 略 有 不 同 ， 一 般 在 1.21.4之 间 。 国 际 电 工 委 员 会(1EC)规 定 此 系 数 大 于 等 于 1.2， 即(330 500)kV电 气 设 备 的 绝 缘 水 平 由 两 个 参 数 表 示全 波 基 本 冲 击 绝 缘 水 平 (BIL)， 额 定 雷 电 冲 击 耐 受 电 压操 作 基 本 冲 击 绝 缘 水 平 (BSL)， 额 定 操 作 冲 击 耐 受 电 压pU.BIL 21变 压 器 的 操 作 基 本 冲 击 绝 缘 水 平 (BSL)与 避 雷 器 的 操 作 冲 击 保护 水 平 (Up)相 配 合 ， 配 合 系 数 不 低 于 1.15， 即 pU.BSL 151 在 220kV及 以 下 的 系 统 中 ， 避 雷 器 只 用 作 雷 电 过 电 压的 防 护 措 施 ， 按 上 述 原 则 根 据 避 雷 器 的 雷 电 冲 击 保护 水 平 可 以 确 定 变 压 器 的 全 波 基 本 冲 击 绝 缘 水 平(BIL) ， 而 操 作 冲 击 绝 缘 水 平 (BSL)是 用 额 定 短 时 工频 耐 受 电 压 ， 即 工 频 绝 缘 水 平 代 替 1、 2为 雷 电 和 操 作 冲 击 电 压 换 算为 等 值 工 频 电 压 用 的 冲 击 系 数 对 于 不 用 避 雷 器 保 护 或 非 有 效 保 护 的 设 备 ， 如断 路 器 、 仪 用 互 感 器 等 ， 应 选 用 较 高 的 雷 电 冲击 耐 受 电 压 及 与 之 对 应 的 操 作 冲 击 耐 受 电 压 绝 缘 配 合 的 统 计 法已 知 过 电 压 幅 值 及 绝 缘 闪 络 电 压 的 统 计 特性 ， 用 计 算 方 法 求 出 绝 缘 闪 络 的 概 率 和 线路 的 跳 闸 率 ， 在 技 术 经 济 比 较 的 基 础 上 ，正 确 地 确 定 绝 缘 水 平不 仅 定 量 地 给 出 设 计 的 安 全 程 度 ， 并 能 按照 使 每 年 设 备 折 旧 费 、 运 行 费 及 事 故 损 失费 最 小 的 原 则 进 行 优 化 设 计 绝 缘 配 合 的 统 计 法设 ： f(u)为 过 电 压 概 率 密 度 函 数 P(u)为 绝 缘 放 电 概 率 分 布 函 数 f(u0)du： 过 电 压 在 附 近 范 围 内 出 现 的 概 率 P(u0)： 在 过 电 压 u0作 用 下 绝 缘 放 电 的 概 率 P(u 0)f(u0)du： 出 现 这 样 高 的 过 电 压 并 使 绝 缘 放 电 的 概 率故 障 率 R ： phmU duufuPRUphm： 最 大 运 行 相 电 压 幅 值 简 化 统 计 法 假 定 过 电 压 及 绝 缘 放 电 概 率 的 统 计 规 律 均 服 从 正态 分 布 ， 而 且 已 知 它 们 的 标 准 偏 差 O、 i 过 电 压 的 概 率 密 度 函 数绝 缘 放 电 的 概 率 函 数 2210 0 021 aUue)u(f u UVi dVe)u(P ai 22121 Ua0： 过 电 压 的 均 值Uai： 绝 缘 的 50%放 电 电 压 输 电 线 路 绝 缘 水 平 的 确 定 绝 缘 子 片 数 的 确 定u 在 工 作 电 压 下 不 发 生 污 闪u 雨 天 在 操 作 过 电 压 下 不 发 生 闪 络u 具 有 一 定 的 雷 电 耐 受 水 平 ， 保 证 线 路 具 有 一定 的 耐 雷 水 平 cm /kV1UnSP 线 路 的 泄 漏 距 离 （ 爬 电 比 距 ） ： 线 路 额 定 电 压 （ 有 效 值 ）绝 缘 子 片 数每 片 绝 缘 子 的 爬 电 比 距 输 电 线 路 空 气 间 隙 的 确 定 u S1： 工 频 过 电 压 +最 大 风 速u 330-500kV: 1.7u 220kV及 以 下 ： 1.6(中 性 点 接 地 )， 2.5 (中 性 点 非 直 接 接 地 ) u S2： 操 作 过 电 压 +50%最 大 风 速u S3： 雷 电 过 电 压 +10m /s风 速phP UkU 1