变电站过电压PPT课件

1、12一、过电压简介一、过电压简介u 外部过电压外部过电压直接雷过电压：直接雷过电压：直接打到电气设备上的雷电直接打到电气设备上的雷电感应雷过电压感应雷过电压：当雷击中线路附近的地面或物体时，会在架空线路三相导线上出现感：当雷击中线路附近的地面或物体时，会在架空线路三相导线上出现感应电压，会使绝缘较低的电气设备发生闪络事故应电压，会使绝缘较低的电气设备发生闪络事故u 内部过电压内部过电压电气设备在运行中承受正常的工作电压，由于某些原因，系统中某部分的电电气设备在运行中承受正常的工作电压，由于某些原因，系统中某部分的电压可能升高，而且大大超过设备的最高允许电压值，这种电压的升高称为过电压。压可能升

2、高，而且大大超过设备的最高允许电压值，这种电压的升高称为过电压。过电压一旦超过设备的绝缘强度，就会引起设备绝缘的损害。过电压一旦超过设备的绝缘强度，就会引起设备绝缘的损害。空载线路的电容效应空载线路的电容效应不对称接地短路不对称接地短路甩负荷时感性负荷变为容性负荷甩负荷时感性负荷变为容性负荷工频过电压工频过电压线性谐振过电压线性谐振过电压铁磁谐振过电压铁磁谐振过电压参数谐振过电压参数谐振过电压 谐振过电压谐振过电压 操作电容器组过电压操作电容器组过电压操作空载线路过电压操作空载线路过电压 操作电感负荷过电压操作电感负荷过电压(切空变等切空变等)弧光接地过电压弧光接地过电压操作过电压操作过电压

3、工频过电压工频过电压直接或间接地决定了电力直接或间接地决定了电力系统的绝缘水平。例如决定线路绝缘系统的绝缘水平。例如决定线路绝缘子串中的绝缘子数，决定避雷器灭弧子串中的绝缘子数，决定避雷器灭弧电压，以及研究某些操作过电压时。电压，以及研究某些操作过电压时。谐振过电压谐振过电压过电压幅值较高，持续时过电压幅值较高，持续时间较长。间较长。操作过电压操作过电压是开关对线路或其他电器是开关对线路或其他电器进行各种正常或故障开闭过程时，产进行各种正常或故障开闭过程时，产生的电压。随着电压等级的提高，操生的电压。随着电压等级的提高，操作过电压对决定系统绝缘水平越来越作过电压对决定系统绝缘水平越来越重要，因

4、此在超高压系统中，操作电重要，因此在超高压系统中，操作电压的防护和限制成为主要问题。压的防护和限制成为主要问题。3二、防雷设备二、防雷设备避雷针避雷针( (线线) )高出被保护物，其作用是将雷电引到避雷针高出被保护物，其作用是将雷电引到避雷针( (线线) )本身上来，本身上来，并安全并安全 将雷击电流引入大地，从而保护了设备将雷击电流引入大地，从而保护了设备。保护原理：保护原理：雷电向大地雷电向大地( (或地面物体或地面物体) )放电过程中，选择向地面上较高放电过程中，选择向地面上较高的物体发展进行。的物体发展进行。1 1、在雷电放电的、在雷电放电的初始阶段初始阶段，由于距离地面较高，由于距离

5、地面较高，发展的方向不受地面发展的方向不受地面上物体的影响上物体的影响。2 2、当放电发展到地面的、当放电发展到地面的某一高度时某一高度时，开始受，开始受地面上物体的影响而决定地面上物体的影响而决定其放电的方向其放电的方向。由于避雷针。由于避雷针( (线线) )较高，雷电向大地放电的电场因避雷针较高，雷电向大地放电的电场因避雷针( (线线) )的作用发生歪曲，将放电的路径引向避雷针的作用发生歪曲，将放电的路径引向避雷针( (线线) )，直到对避雷针，直到对避雷针( (线线) )发生发生放电。放电。这样，在避雷针这样，在避雷针( (线线) )附近的物体遭受雷击的可能性明显降低，也就是附近的物体遭

6、受雷击的可能性明显降低，也就是说受到了避雷针说受到了避雷针( (线线) )的保护。显然，距离避雷针的保护。显然，距离避雷针( (线线) )越近的物体，遭受雷越近的物体，遭受雷击的可能性越小。击的可能性越小。 避雷针和避雷线避雷针和避雷线4二、防雷设备二、防雷设备 避雷器避雷器1 1、作用：、作用：限制感应雷或侵入波过电压。限制感应雷或侵入波过电压。雷电击倒输电线路上产生雷电波，沿着线雷电击倒输电线路上产生雷电波，沿着线路前进，侵入到发电厂、变电站的一次电气设路前进，侵入到发电厂、变电站的一次电气设备上叫雷电侵入波。备上叫雷电侵入波。2 2、分类：、分类：管式：只有放电间隙管式：只有放电间隙普通

7、阀式：有间隙和阀片普通阀式：有间隙和阀片磁吹阀式：间隙改进磁吹阀式：间隙改进金属氧化物：无间隙只有阀片金属氧化物：无间隙只有阀片3 3、特点：、特点：p在系统额定电压下，避雷器在系统额定电压下，避雷器内部没有电流流过或者电流很小，内部没有电流流过或者电流很小，但电压超过但电压超过间隙的放电电压或某一数值时，避雷器流过很大的电流，由于间隙和阀片的保间隙的放电电压或某一数值时，避雷器流过很大的电流，由于间隙和阀片的保护作用，将作用于避雷器上的电压限制在一定的数值上，即护作用，将作用于避雷器上的电压限制在一定的数值上，即限制过电压。限制过电压。p避雷器在过电压下动作后，会产生避雷器在过电压下动作后，

8、会产生工频续流造成短路工频续流造成短路，所以避雷器应具备，所以避雷器应具备切断工频续流的功能。切断工频续流的功能。管型避雷器管型避雷器由于没有阀片，是靠产气管在电弧高温下产由于没有阀片，是靠产气管在电弧高温下产气吹弧来切断工频续流，工作不稳定，故仅用于变电站的气吹弧来切断工频续流，工作不稳定，故仅用于变电站的进线保护进线保护; ;普通阀型避普通阀型避雷器和氧化钵避雷器雷器和氧化钵避雷器能较稳定切断工频续流，一般能较稳定切断工频续流，一般用作保护变电站电气设备用作保护变电站电气设备; ;磁磁吹阀式避雷器吹阀式避雷器具有较大的断流能力，多用来具有较大的断流能力，多用来保护旋转电机保护旋转电机。5三

9、、防止雷电过电压的基本措施三、防止雷电过电压的基本措施发电厂、变电站防止雷电直击发电厂、变电站防止雷电直击避雷针的保护效果较强，发电厂变电站中要求被保护的物体比较集中，一般采用避雷避雷针的保护效果较强，发电厂变电站中要求被保护的物体比较集中，一般采用避雷针。避雷线多用于保护输电线路。峡谷地区的发电厂变电站宜采用避雷线保护。针。避雷线多用于保护输电线路。峡谷地区的发电厂变电站宜采用避雷线保护。 过电压入侵主要是感应过电压形成过电压入侵主要是感应过电压形成后引起的。尽可能避免感应过电压的形后引起的。尽可能避免感应过电压的形成，要求发电厂、变电站的三相母线或成，要求发电厂、变电站的三相母线或三相输配

10、电线路，应尽量远离易引雷的三相输配电线路，应尽量远离易引雷的物体，然后再充分利用变电站的进线保物体，然后再充分利用变电站的进线保护段对来波进行限制护段对来波进行限制; ;最后利用避雷器最后利用避雷器对电气设备作可靠的保护。对电气设备作可靠的保护。发电厂、变电站防止过电压入侵发电厂、变电站防止过电压入侵i-2km i-2km i-2km 1.1.进线段保护进线段保护未沿全线架设避雷线的未沿全线架设避雷线的35110kv架空送电线路，应在变电站架空送电线路，应在变电站12km进进线段架设避雷线，并同管型避雷器一线段架设避雷线，并同管型避雷器一起构成变电站的进线段保护。起构成变电站的进线段保护。在木

11、横担杆塔线在木横担杆塔线路进线段的首端，路进线段的首端，应装一组管型避应装一组管型避雷器，工频接地雷器，工频接地电阻不宜超过电阻不宜超过1010 。全线有避。全线有避雷线的线路，一雷线的线路，一般不装设管型避般不装设管型避雷器雷器gblgbl。如变电站如变电站35110kv35110kv进线的隔离开关或断路器可能经常断进线的隔离开关或断路器可能经常断路运行，同时线路侧带电，则必须在靠近隔离开关或断路运行，同时线路侧带电，则必须在靠近隔离开关或断路器处装设一组管型避雷器路器处装设一组管型避雷器gb2gb2。 gb2gb2动作值的整定，应动作值的整定，应使其在断路运行时能可靠地保护隔离开关或断路器

12、，而使其在断路运行时能可靠地保护隔离开关或断路器，而在闭路运行时不动作，并应处在母线阀型避雷器在闭路运行时不动作，并应处在母线阀型避雷器fzfz的保的保护范围内。护范围内。6三、防止雷电过电压的基本措施三、防止雷电过电压的基本措施发电厂、变电站防止过电压入侵发电厂、变电站防止过电压入侵i-2km i-2km 1.1.进线段保护进线段保护三芯电缆，三芯电缆，末端的金属末端的金属外皮应直接外皮应直接接地接地单芯电缆，应经单芯电缆，应经接地器接地器fjfj或保护或保护间隙间隙jxjx接地。接地。在电缆与架空线在电缆与架空线的连接处应装设的连接处应装设管型避雷器，管型避雷器，接接地端应与电缆的地端应与

13、电缆的金属外皮相连。金属外皮相连。 对于连接电对于连接电缆段的缆段的1km1km架架空线路应装空线路应装设避雷线设避雷线2.2.避雷器保护避雷器保护发电厂、变电站的每组母线上，都发电厂、变电站的每组母线上，都应装设阀型避雷器应装设阀型避雷器(或氧化锌避雷器或氧化锌避雷器)。所。所有避雷器应以最短的接地线与配电装置的有避雷器应以最短的接地线与配电装置的主接地网相连，同时应在其附近装设主接地网相连，同时应在其附近装设集中集中接地装置接地装置。所有被保护设备均应在避雷器。所有被保护设备均应在避雷器保护范围内，即其之间的距离满足最大距保护范围内，即其之间的距离满足最大距离的要求。离的要求。变压器在出口

14、装设避雷器变压器在出口装设避雷器就能有效就能有效的保护。我国的保护。我国60kv及以下电网中的变压及以下电网中的变压器中性点不直接接地，中性点直接接地系器中性点不直接接地，中性点直接接地系统中的部分变压器中性点也不接地。这些统中的部分变压器中性点也不接地。这些变压器性点的绝缘水平一般比较低变压器性点的绝缘水平一般比较低(多数多数变压器的中性点按半绝缘设计变压器的中性点按半绝缘设计)，当三相，当三相来波时，理论主性点电位是绕组首端电位来波时，理论主性点电位是绕组首端电位的的2倍，这样极易造成变压器的损坏。所倍，这样极易造成变压器的损坏。所以对这类变压器应采用避雷器保护，限制以对这类变压器应采用避

15、雷器保护，限制中性点过电压。中性点过电压。 7防止变压器中性点过电压防止变压器中性点过电压为防止为防止110kv及以上电压等级断路器断口均压电容与母线电磁式电压互感器发生谐振及以上电压等级断路器断口均压电容与母线电磁式电压互感器发生谐振过电压，可通过改变运行和操作方式避免形成谐振过电压条件。新建或改造工程应选过电压，可通过改变运行和操作方式避免形成谐振过电压条件。新建或改造工程应选用电容式电压互感器。用电容式电压互感器。为防止中性点非直接接地系统发生由于电磁式电压互感器饱和产生的铁磁谐振过电压，为防止中性点非直接接地系统发生由于电磁式电压互感器饱和产生的铁磁谐振过电压，可采取以下措施：可采取以

16、下措施：选用励磁特饱和点较高的，在选用励磁特饱和点较高的，在1.9um/ 电压下，铁芯磁通不饱和的电压互感器。电压下，铁芯磁通不饱和的电压互感器。在电压互感器（包括系统中的用户站）一次绕组中性点对地间串接线性或非线性消谐在电压互感器（包括系统中的用户站）一次绕组中性点对地间串接线性或非线性消谐电阻、加零序电压互感器或在开口三角绕组加阻尼或其它专门消除此类谐振的装置。电阻、加零序电压互感器或在开口三角绕组加阻尼或其它专门消除此类谐振的装置。加强用电监察工作，加强用电监察工作，10kv以下用户电压互感器一次中性点应不接地。以下用户电压互感器一次中性点应不接地。四、防止内部过电压的基本措施四、防止内

17、部过电压的基本措施切合切合110kv及以上有效接地系统中性点不接地的空载变压器时，应先将该变压器中性及以上有效接地系统中性点不接地的空载变压器时，应先将该变压器中性点临时接地。点临时接地。 为防止在有效接地系统中出现孤立不接地系统并产生较高工频过电压的异常运行工为防止在有效接地系统中出现孤立不接地系统并产生较高工频过电压的异常运行工况，况，110220kv不接地变压器的中性点过电压保护应采用棒间隙保护方式。对于不接地变压器的中性点过电压保护应采用棒间隙保护方式。对于110kv变压器，当中性点绝缘的冲击耐受电压变压器，当中性点绝缘的冲击耐受电压185kv时，还应在间隙旁并联金属氧化时，还应在间隙

18、旁并联金属氧化物避雷器，间隙距离及避雷器参数配合应进行校核。间隙动作后，应检查间隙的烧物避雷器，间隙距离及避雷器参数配合应进行校核。间隙动作后，应检查间隙的烧损情况并校核间隙距离。损情况并校核间隙距离。防止谐振过电压防止谐振过电压8防止弧光接地过电压防止弧光接地过电压对于对于366kv并联电容补偿装置，为避免发生投切电容器组时出现幅值较高的操并联电容补偿装置，为避免发生投切电容器组时出现幅值较高的操作过电压，应采用合闸过程中触头弹跳小、开断时重击穿几率低的断路器。作过电压，应采用合闸过程中触头弹跳小、开断时重击穿几率低的断路器。 366kv并联电容补偿装置应装设金属氧化物避雷器，作为过电压后备

19、保护装置。并联电容补偿装置应装设金属氧化物避雷器，作为过电压后备保护装置。四、防止内部过电压的基本措施四、防止内部过电压的基本措施对于中性点不接地的对于中性点不接地的635kv系统，应根据电网发展每系统，应根据电网发展每35年进行一次电容电年进行一次电容电流测试。当单相接地故障电容电流超过流测试。当单相接地故障电容电流超过交流电气装置的过电压保护和绝缘配合交流电气装置的过电压保护和绝缘配合（dl/t 620-1997）规定时，应及时装设消弧线圈；单相接地电流虽未达到规定值，）规定时，应及时装设消弧线圈；单相接地电流虽未达到规定值，也可根据运行经验装设消弧线圈，消弧线圈的容量应能满足过补偿的运行

20、要求。在也可根据运行经验装设消弧线圈，消弧线圈的容量应能满足过补偿的运行要求。在消弧线圈布置上，应避免由于运行方式改变出现部分系统无消弧线圈补偿的情况。消弧线圈布置上，应避免由于运行方式改变出现部分系统无消弧线圈补偿的情况。 对于装设手动消弧线圈的对于装设手动消弧线圈的635kv非有效接地系统，应根据电网发展每非有效接地系统，应根据电网发展每35年年进行一次调谐试验，使手动消弧线圈运行在过补偿状态，合理整定脱谐度，保证电进行一次调谐试验，使手动消弧线圈运行在过补偿状态，合理整定脱谐度，保证电网不对称度不大于相电压的网不对称度不大于相电压的1.5%，中性点位移电压不大于额定电压的，中性点位移电压

21、不大于额定电压的15%。 对于自动调谐消弧线圈，在定购前应向制造厂索取能说明该产品可以根据系统对于自动调谐消弧线圈，在定购前应向制造厂索取能说明该产品可以根据系统电容电流自动进行调谐的试验报告。自动调谐消弧线圈投入运行后，应根据实际测电容电流自动进行调谐的试验报告。自动调谐消弧线圈投入运行后，应根据实际测量的系统电容电流对其自动调谐功能的准确性进行校核。量的系统电容电流对其自动调谐功能的准确性进行校核。防止并联电容补偿装置操作过电压防止并联电容补偿装置操作过电压9防止线路合闸和重合闸操作过电压防止线路合闸和重合闸操作过电压四、防止内部过电压的基本措施四、防止内部过电压的基本措施电网的操作过电压

22、一般由下列原因引起电网的操作过电压一般由下列原因引起a.a.线路合闸和重合闸；线路合闸和重合闸； b.b.空载变压器和并联电抗器分闸；空载变压器和并联电抗器分闸； c.c.线路非对称线路非对称故障分闸和振荡解列；故障分闸和振荡解列； d.d.空载线路分闸。空载线路分闸。空载线路合闸时，由于线路电感空载线路合闸时，由于线路电感- -容的振荡将产生合闸过电压。线路重合时，容的振荡将产生合闸过电压。线路重合时，由于电源电势较高以及线路上残余电荷的存在，加剧了这一电磁振荡过程，使由于电源电势较高以及线路上残余电荷的存在，加剧了这一电磁振荡过程，使过电压进一步提高。因此断路器应安装合闸电阻，以有效地降低

23、合闸及重合闸过电压进一步提高。因此断路器应安装合闸电阻，以有效地降低合闸及重合闸过电压。过电压。分断空载变压器和并联电抗器的操作过电压分断空载变压器和并联电抗器的操作过电压由于断路器分断感性电流时强制熄弧所产生的操作过电压，应根据断路器由于断路器分断感性电流时强制熄弧所产生的操作过电压，应根据断路器结构、回路参数、变压器结构、回路参数、变压器( (并联电抗器并联电抗器) )的接线和特性等因素确定。该操作过电的接线和特性等因素确定。该操作过电压一般可用安装在断路器与变压器压一般可用安装在断路器与变压器( (并联电抗器并联电抗器) )之间的避雷器予以限制。对变之间的避雷器予以限制。对变压器，避雷器

24、可安装在低压侧或高压侧，但如高低压电网中性点接地方式不同压器，避雷器可安装在低压侧或高压侧，但如高低压电网中性点接地方式不同时，低压侧宜采用磁吹阀型避雷器。当避雷器可能频繁动作时，宜采用有高值时，低压侧宜采用磁吹阀型避雷器。当避雷器可能频繁动作时，宜采用有高值分闸电阻的断路器。分闸电阻的断路器。10线路非对称故障分闸和振荡解列操作过电压线路非对称故障分闸和振荡解列操作过电压四、防止内部过电压的基本措施四、防止内部过电压的基本措施电网送受端联系薄弱，如线路非对称故障导致分闸，或在电网振荡状态下电网送受端联系薄弱，如线路非对称故障导致分闸，或在电网振荡状态下解列，将产生线路非对称故障分闸或振荡解列

25、过电压。解列，将产生线路非对称故障分闸或振荡解列过电压。 有分闸电阻的断路器，有分闸电阻的断路器，可降低线路非对称故障分闸及振荡解列过电压。当不具备这条件时，应采用安可降低线路非对称故障分闸及振荡解列过电压。当不具备这条件时，应采用安装于线路上的避雷器加以限制。装于线路上的避雷器加以限制。对于空载线路分闸过电压对于空载线路分闸过电压应采用在电源对地电压为应采用在电源对地电压为1.3u1.3uxgxg 条件下分闸时不重燃的断路器加以防止。条件下分闸时不重燃的断路器加以防止。变电所应安装避雷器变电所应安装避雷器以防止操作过电压损坏电气设备。安装位置如下：以防止操作过电压损坏电气设备。安装位置如下： a.a.出线断路器线路侧的每出线断路器线路侧的每一线路入口侧，称安装于该位置的避雷器为线路避雷器；一线路入口侧，称安装于该位置的避雷器为线路避雷器； b.b.出线断路器变电所侧，出线断路器变电所侧，称安装于该位置的避雷器为变电所避雷器。称安装于该位置的避雷器为变电所避雷器。 所有避雷器具体安装位置和数量尚应所有避雷器具体安装位置和数量尚应结合结合4.4.2 4.4.2 确定。确定。 注：线