电力系统的绝缘配合.ppt

第15章电力系统的绝缘配合,15.1绝缘配合的基本概念与方法15.2输变电设备绝缘水平的确定15.3输电线路绝缘水平的确定,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工作电压的电压按来源形式分类外部过电压（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故障，使系统参数发生变化，引起电网电磁能量的转化或传递过电压的幅值要比工作电压高出许多（几倍）过电压对电力系统绝缘水平起着决定性作用必须采取必要的限制过电压的措施,绝缘水平与绝缘配合,绝缘水平（绝缘强度）电气设备能承受的试验电压值通过耐压试验予以确认（交流、直流、冲击）绝缘配合最终目的：确定电气设备的绝缘水平综合考虑电气设备在电力系统中可能承受的各种电压（工作电压和过电压）、限压保护装置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水平，以使设备的造价、维修费用和设备绝缘故障引起的事故损失，达到在经济上和安全运行上总体效益最高的目的,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，输送容量大，一旦出现故障，损失巨大,绝缘配合重要性,电气设备的绝缘水平：指该电气设备能承受的试验电压值。包括：短时工频试验电压、工频放电电压、长时间工频试验电压、雷电冲击试验电压等。,技术上要处理好各种作用电压、限压措施及设备绝缘耐受能力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绝缘配合的基本概念与方法,15.1.1绝缘配合的原则,220kV以下的电网，电气设备的绝缘水平主要由大气过电压决定,330kV及以上的超高压绝缘配合中，操作过电压将起主导作用,特高压电网的绝缘水平可能由工频过电压及长时间工作电压决定,不考虑谐振过电压；不考虑线路绝缘与变电站绝缘间的配合,除型式试验外，一般电气设备出厂试验只做lmin工频耐压试验。这不仅是为了试验的方便，也是考虑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。,15.1.2绝缘配合的方法,惯用法首先确定设备上可能出现的最危险的过电压，然后根据运行经验乘上一个考虑各种因素的影响和一定裕度的系数，从而决定绝缘应耐受的电压水平。惯用法对有自恢复能力的绝缘（如气体绝缘）和无自恢复能力的绝缘（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故障率，在技术经济比较的基础上，正确地确定绝缘水平。,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形状，作出一些通常认为合理的假定，并已知其标准偏差。在此基础上可以计算绝缘的故障率。,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输变电设备绝缘水平的确定,绝缘配合的方法,考虑不同电压等级电网中过电压的不同特点220kV以下电网，绝缘水平主要由大气过电压决定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，绝缘水平甚至可能由工频过电压和长时工作电压决定绝缘配合的具体方法惯用法统计法简化统计法,1）惯用法,原则（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行绝缘配合办法首先确定设备上可能出现的最危险的过电压，然后根据运行经验乘上一个考虑各种因素影响和一定裕度的系数，从而决定绝缘应耐受的电压水平缺点惯用法确定的绝缘水平裕度较大（过大）,2）统计法,思路视过电压和绝缘强度均为随机变量方法已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故障率在技术经济比较的基础上，确定绝缘水平特点能够给出定量的安全裕度，确定的绝缘水平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,绝缘故障率的估算示意图,过电压概率密度函数,绝缘放电概率函数,3）简化统计法,思路假设已知过电压和绝缘放电电压的概率分布方法在假设的基础上，计算故障率，进而确定绝缘水平特点简化比较科学合理,输变电设备和线路的绝缘水平,在变电所中，确定电力变压器的绝缘水平是中心环节确定绝缘水平的基础是避雷器的保护水平避雷器的保护水平雷电冲击保护水平（BIL）操作冲击保护水平（BSL）分别为对应的标准冲击放电电流作用下，避雷器上呈现的最高电压（残压）绝缘水平=K.U残K的影响因素（1.251.4）避雷器和被保护设备之间的距离避雷器参数和性能的变化设备绝缘的老化安全裕度,3500kV输变电设备的基准绝缘水平,输电线路绝缘水平的确定,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的确定步骤根据杆塔机械负荷选定绝缘子型式根据下列条件确定片数在工作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水平按工作电压下所要求的泄漏距离（爬电比距）sp决定绝缘子片数n按内部过电压进行验算按大气过电压进行验算,不同污秽地区最小泄漏比距,必须满足：,s0为不同污秽地区要求的泄漏比距。,（2）按内部过电压进行验算,目前一般是用绝缘子串的工频湿放电电压来代替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则为,为了安全，需要增加一些绝缘子。目前我国规定，绝缘子串中应预留的零值绝缘子数为：35220kV线路，直线杆l片，耐张杆2片；对于330kV及以上线路，直线杆12片，耐张杆23片。,输电线路空气间隙距离的确定导线大地导线下的最高物体与导线之间的安全距离超