第5章电力系统的绝缘配合

第15章电力系统的绝缘配合15.1绝缘配合的根本概念与方法15.2输变电设备绝缘程度确实定15.3输电线路绝缘程度确实定电力系统过电压与绝缘配合过电压〔overvoltage〕电气设备上出现的高于任务电压的电压按来源方式分类外部过电压〔雷电过电压〕：雷云放电内部过电压：在电力系统内部，由于断路器的操作或系统发生缺点，使系统参数发生变化，引起电网电磁能量的转化或传送过电压的幅值要比任务电压高出许多〔几倍〕过电压对电力系统绝缘程度起着决议性作用必需采取必要的限制过电压的措施绝缘程度与绝缘配合绝缘程度〔绝缘强度〕电气设备能接受的实验电压值经过耐压实验予以确认〔交流、直流、冲击〕绝缘配合最终目的：确定电气设备的绝缘程度综合思索电气设备在电力系统中能够接受的各种电压〔任务电压和过电压〕、限压维护安装的特性以及设备绝缘对各种作用电压的耐受特性，合理地确定设备必要的绝缘程度，以使设备的造价、维修费用和设备绝缘缺点引起的事故损失，到达在经济上和平安运转上总体效益最高的目的技术过电压限压安装特性绝缘耐受特性绝缘程度投资费用维护费用事故损失费用经济发电厂、变电所电气设备的绝缘线路的绝缘电力系统绝缘输变电设备绝缘部分的投资占总设备投资的比重越来越大系统电压等级高，保送容量大，一旦出现缺点，损失宏大绝缘配合重要性电气设备的绝缘程度：指该电气设备能接受的实验电压值。包括：短时工频实验电压、工频放电电压、长时间工频实验电压、雷电冲击实验电压等。技术上要处置好各种作用电压、限压措施及设备绝缘耐受才干三者之间的相互配合关系；经济上要协调投资费用、维护费用及事故损失费用三者的关系。15.1绝缘配合的根本概念与方法15.1.1绝缘配合的原那么220kV以下的电网，电气设备的绝缘程度主要由大气过电压决议330kV及以上的超高压绝缘配合中，操作过电压将起主导作用特高压电网的绝缘程度能够由工频过电压及长时间任务电压决议不思索谐振过电压；不思索线路绝缘与变电站绝缘间的配合除型式实验外，普通电气设备出厂实验只做lmin工频耐压实验。这不仅是为了实验的方便，也是思索到在某种程度上雷电冲击对绝缘的作用可用工频电压来等价的缘故。大气过电压下的避雷器残压雷电冲击耐受电压等值工频耐受电压内部过电压操作冲击耐受电压等值工频耐受电压工频试验电压/β1/β215.1.2绝缘配合的方法惯用法首先确定设备上能够出现的最危险的过电压，然后根据运转阅历乘上一个思索各种要素的影响和一定裕度的系数，从而决议绝缘应耐受的电压程度。惯用法对有自恢复才干的绝缘〔如气体绝缘〕和无自恢复才干的绝缘〔如固体绝缘〕都是适用的。统计法统计法是根据过电压幅值和绝缘的耐受强度的概率分布，用计算的方法求出绝缘放电的概率和线路缺点率，在技术经济比较的根底上，正确地确定绝缘程度。简化统计法在简化统计法中，对过电压和绝缘特性两条概率曲线的外形，作出一些通常以为合理的假定，并知其规范偏向。在此根底上可以计算绝缘的缺点率。绝缘配合的统计法至今只能用于自恢复绝缘，主要是输变电设备的外绝缘。15.2输变电设备绝缘程度确实定规范放电电流的波形和其幅值下的残压1.2/50μs规范雷电冲击放电电压上限冲击波波前放电电压最大值除以1.15避雷器雷电冲击维护程度BIL取最大值250/2500μs规范冲击波间隙放电电压的上限规定操作冲击电流下的残压避雷器操作冲击维护程度BSL取最大值变压器BIL＝〔1.25～1.4〕避雷器BIL〔当电气设备与避雷器紧靠时，取1.25，有一定间隔时取1.4。〕变压器BSL＝〔1.15〕避雷器BSL〔操作平安系数比较小，由于操作波比较平缓，间隔效应不剧烈〕绝缘配合的方法思索不同电压等级电网中过电压的不同特点220kV以下电网，绝缘程度主要由大气过电压决议330kV及以上的超高压绝缘配合中，操作过电压将起主导作用特高压电网中，绝缘程度甚至能够由工频过电压和长时任务电压决议绝缘配合的详细方法惯用法统计法简化统计法1〕惯用法原那么〔思想〕按作用在绝缘上的最大过电压和最小的绝缘强度的概念进展绝缘配合方法首先确定设备上能够出现的最危险的过电压，然后根据运转阅历乘上一个思索各种要素影响和一定裕度的系数，从而决议绝缘应耐受的电压程度缺陷惯用法确定的绝缘程度裕度较大〔过大〕2〕统计法思绪视过电压和绝缘强度均为随机变量方法知过电压和绝缘放电电压的概率分布计算出绝缘放电的概率和线路缺点率在技术经济比较的根底上，确定绝缘程度特点可以给出定量的平安裕度，确定的绝缘程度更趋合理和科学过电压和绝缘放电电压的概率分布很难获得绝缘缺点率的估算表示图过电压概率密度函数绝缘放电概率函数3〕简化统计法思绪假设知过电压和绝缘放电电压的概率分布方法在假设的根底上，计算缺点率，进而确定绝缘程度特点简化比较科学合理输变电设备和线路的绝缘程度在变电所中，确定电力变压器的绝缘程度是中心环节确定绝缘程度的根底是避雷器的维护程度避雷器的维护程度雷电冲击维护程度〔BIL〕操作冲击维护程度〔BSL〕分别为对应的规范冲击放电电流作用下，避雷器上呈现的最高电压〔残压〕绝缘程度=K.U残K的影响要素〔1.25~1.4〕避雷器和被维护设备之间的间隔避雷器参数和性能的变化设备绝缘的老化平安裕度3～500kV输变电设备的基准绝缘程度额定电压最高任务电压额定操作冲击耐受电压额定雷电冲击耐受电压额定短时工频耐受电压有效值〔kV〕峰值〔kV〕相对地过电压〔p.u.〕峰值〔kV〕有效值〔kV〕ⅠⅡⅠⅡ33.5－－2040101866.9－－406020231011.5－－607528301517.5－－7510538402023.0－－－125－503540.5－－－185/200*－806369.0－－－325－140110126－－－450/480*－185220252－－－850－3609503953303638502.85－1050－(460)9503.19－1175－(510)50055010502.34－1425－(630)11752.62－1550－(680)输电线路绝缘程度确实定确定的内容绝缘子串的绝缘子片数线路绝缘的空气间隙绝缘子片数确实定步骤根据杆塔机械负荷选定绝缘子型式根据以下条件确定片数在任务电压下不发生污闪下雨天在操作过电压下不发生闪络具有一定的雷电冲击强度，保证线路具有一定的耐雷程度按任务电压下所要求的走漏间隔〔爬电比距〕sp决议绝缘子片数n按内部过电压进展验算按大气过电压进展验算不同污秽地域最小走漏比距外绝缘污秽等级最小爬电比距（cmkV－1）线路电站设备0ⅠⅡⅢⅣ1.391.62.02.53.11.481.62.02.53.1必需满足：s0为不同污秽地域要求的走漏比距。〔2〕按内部过电压进展验算目前普通是用绝缘子串的工频湿放电电压来替代绝缘子串在内部过电压作用时的放电电压。这样，n’个绝缘子的工频湿闪电压Ush那么为为了平安，需求添加一些绝缘子。目前我国规定，绝缘子串中应预留的零值绝缘子数为：35~220kV线路，直线杆l片，耐张杆2片；对于330kV及以上线路，直线杆1~2片，耐张杆2~3片。输电线路空气间隙间隔确实定导线－大地导线下的最高物体与导线之间的平安间隔超高压线路下的静电感应导线－导线导线弧垂最低点在风力作用下，发生异步摇摆时能耐受任务电压导线－避雷线雷击避雷线档距中间不会引起对导线的空气击穿导线－杆塔和横担根据任务电压、内部过电压、雷电过电压来确定sp+lsinθpss+lsinθs绝缘子串50%放电电压的85%sl+lsinθl选择最大者导线对杆塔的间隔额定电压(kV)3560110154220330500直接接地非直接接地直接接地非直接接地XP型绝缘子片数357710101317〔19〕25〔28〕任务电压要求的间隙值1020254035555590130操作过电压要求的间隙值25507080100110145195270雷电过电压要求的间隙值4565100100140140190230〔260〕330〔370〕输电线路绝缘子片数及最小空气间隙间隔〔cm〕额定电压〔kV〕356011015422