高電壓技術(shù)教案課件七

輸電線路的雷閃過電壓及其防護衡量指標：耐雷水平和雷擊跳閘率耐雷水平：雷擊線路時，線路絕緣不發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流幅值。雷擊跳閘率：每100km線路每年由雷擊引起的線路跳閘次數(shù)。防雷的原則及措施：防止雷擊導(dǎo)線防止避雷線受雷擊后引絕緣閃絡(luò)防止雷擊閃絡(luò)后建立工頻短路電弧防止線路中斷供電一、輸電線路的感應(yīng)雷擊過電壓1、無避雷線時當雷擊點離開線路的距離大于６５米時，導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過電壓最大值按下式計算：感應(yīng)電壓一般不超過500kV，對35kV及其以下的水泥桿線路可能會引起閃絡(luò)事故，對110kV及其以上線路，由于線路絕緣水平較高，所以一般不會引起閃絡(luò)事故。二、有避雷線時：K為避雷線與導(dǎo)線間的耦合系數(shù)，線間距離愈近，耦合系數(shù)K就愈大。由于避雷線的屏蔽作用，可使導(dǎo)線上的感應(yīng)電壓降低。三、雷擊線路桿塔Ugd=ahda為感應(yīng)過電壓系數(shù)，kV/m，數(shù)值為IL/2.6有避雷線時：二、輸電線路的直擊雷過電壓1、雷直擊導(dǎo)線時的過電壓作用于線路絕緣上的電壓最大值Ug=100I。用絕緣的50%沖擊閃絡(luò)電壓U50%代替Ug，那么IL就能代表引起絕緣閃絡(luò)的雷電流幅值，通常稱為線路在這情況下的耐雷水平。：IL=U50%/100繞擊率：對平原地區(qū)：對山區(qū)地區(qū)：山區(qū)的繞擊率為平原的3倍，或保護角增大80減少繞擊率：減小保護角，降低桿塔高度2、雷擊桿頂時的過電壓雷擊桿頂?shù)哪屠姿剑豪@擊率：雷電繞過避雷裝置而擊于被保護物體的現(xiàn)象，規(guī)程推薦的保護范圍是對應(yīng)0.1%繞擊率而言三、輸電線路的防雷措施1、3~10kV線路防雷保護不架設(shè)避雷線，可利用水泥桿的自然接地，為提高供電可靠性可投入自動重合閘。在雷電特別強烈地區(qū)可因地制宜采用高一電壓等級的絕緣子，或頂相用針式兩邊改用兩片懸式絕緣子，也用采用瓷橫擔，以提高線路的絕緣水平。對特殊用戶應(yīng)用用環(huán)形供電或不同桿雙回路供電，必要時改為電纜供電。2、35kV線路防雷保護一般不裝設(shè)避雷線，進變電站（電站）1~2km設(shè)置避雷線為進線段保護。采用小接地系統(tǒng)運行，若線路長電容電流大則經(jīng)消弧線圈接地。裝設(shè)自動重合閘，環(huán)網(wǎng)供電。3、110~500kV線路防雷保護110kV線路一般沿全線架設(shè)避雷線，在雷電活動特別強烈地區(qū)，宜架設(shè)雙避雷線，其保護角取200；在少雷區(qū)或運行經(jīng)驗證明雷電活動輕微的地區(qū)，可不全線架設(shè)避雷線，但應(yīng)裝設(shè)自動重合閘裝置。習(xí)題：某廠有兩個原油罐，一個高為12米、直徑為6米，另一個高10米、直徑10米，兩油罐的凈距為16米。試設(shè)計采用單支避雷針保護的最佳方案，并繪出避雷針的平面保護范圍。習(xí)題：某變電站內(nèi)有兩根等高避雷針，高度為25米、針間距離為45米。某被保護物位于兩針之間，被保護物高度為11米。試計算避雷針在被保護物高度水平面上的保護范圍？發(fā)電廠、變電所的防雷發(fā)電廠、變電所的雷害事故來源：一是雷擊于發(fā)電廠、變電所的導(dǎo)線或設(shè)備。防護措施是采用避雷針或避雷線二是雷擊線路后沿線路向發(fā)電廠、變電所傳來的雷電波。防護措施是裝設(shè)氧化鋅避雷器，以限制流過避雷器的雷電流和限制入侵雷電波的陡度。一、直擊雷保護原則：所有的被保護設(shè)備均應(yīng)處于避雷針的保護范圍之內(nèi)，以免遭受雷擊。當雷擊避雷針時，雷電流通過避雷針入地，使避雷針對地電位升高，此時應(yīng)防止避雷針至被保護設(shè)備發(fā)生反擊。二、變電所的進線保護如無避雷線，當雷擊于變電所附近線路的導(dǎo)線上時，沿線路入侵流經(jīng)避雷器的雷電流可能超過5kA，且陡度也可能超過允許值，因此在靠近變電所的一段進線上，必須裝設(shè)避雷線，稱為進線段保護。三、三繞組變壓器和自耦變壓器的雷閃過電壓保護１、三繞組變壓器的保護一般在低壓繞組任一相的直接出口處加裝一只避雷器2、自耦變壓器的防雷保護考慮各種運行方式下：如高低繞組運行，中壓開路，這時中壓側(cè)套管與斷路器之間裝設(shè)一組避雷器。高壓側(cè)開路時，中壓側(cè)來波，高壓側(cè)感應(yīng)kU電壓，這時高壓側(cè)套管與斷路器之間也應(yīng)加裝一組避雷器。3、變壓器中性點保護三相同時進波時，中性點不接地的變壓器中性點電位可能達到繞組端電壓的2倍，所以中性點需保護。110kV及上變壓器中性點加裝Y1W或Y1.5W系列的氧化鋅避雷器保護中性點絕緣。4、配變變壓器的防雷保護三點共同接地：避雷器的接地引下線、配變外殼、低壓繞組的中性點連接在一起。逆變換，解決方法：低壓側(cè)某一相裝設(shè)一只避雷器四、旋轉(zhuǎn)電機的防雷保護直接與架空線相連的旋轉(zhuǎn)電機稱為直配電機1、旋轉(zhuǎn)電機防雷保護的特點電機的絕緣裕度?。簽榱吮Ｗo匝間絕緣，必須將入侵波陡度限制在5kV/μS以下；60000kW以上的發(fā)電機不允許與架空線直接要連。作用電壓類型：一是與電機相連的線路上的感應(yīng)雷過電壓；二是雷直接擊于與電機相連的架空線而引起的過電壓。2、防雷措施1）在每臺發(fā)電機出線的母線處裝設(shè)一組電站型氧化鋅避雷器，以限制侵入波幅值2）在發(fā)電機電壓母線上裝設(shè)電容器，以限制侵入波陡度，從而保護電機匝間絕緣及中性點絕緣，同時降低了感應(yīng)過電壓。3）進線段保護電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓及其限制措施內(nèi)部過電壓：由于斷路器的操作或故障，使系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化，引起電磁能量的轉(zhuǎn)化或傳遞，在系統(tǒng)中出出過電壓，這種過電壓稱為內(nèi)部過電壓。一般持續(xù)時間在0.1S內(nèi)的過電壓稱為操作過電壓，持續(xù)時間長的過電壓則稱為暫時過電壓。能量來源：電網(wǎng)本身5.1電力系統(tǒng)工頻過電壓什么叫工頻過電壓：指頻率為工頻或接近工頻時，電壓升高可能在正?；蚬收蠒r產(chǎn)生，幅值超過最大工作相電壓，持續(xù)時間的變化范圍很大。影響：1）伴隨著工頻電壓升高而同時發(fā)生的操作過電壓卻會達到很高的幅值，所以工頻電壓升高將直接影響操作過電壓的幅值。2）工頻電壓升高是決定保護電器工作條件的重要因素。3）工頻電壓升高使斷路器操作時流過其并聯(lián)電阻的電流增大。4）工頻電壓升高持續(xù)時間長常見類型：空載線路電容效應(yīng)引起的電壓升高；不對稱短路時正常相上的工頻電壓升高甩負荷引起發(fā)電機加速而產(chǎn)生的電壓升高一、空載線路電容效應(yīng)引起的電壓升高電容效應(yīng)：在無負載電流的情況下，回路中流過容性電流，于是線路末端將有較大的電壓升高。即空載線路末端電壓恒比首端電壓高，且線路越長，末端電壓越高，這種現(xiàn)象稱為長輸電線路的電容效應(yīng)，又稱為費蘭梯效應(yīng)雙電源的線路中，合閘時電源容量大的一側(cè)先合閘，從電源容量小的一側(cè)先分閘二、不對稱短路引起的工頻電壓升高對于中性點不接地系統(tǒng)，當單相接地時，健全相的工頻電壓升高約為線電壓的1.1倍，因此，在選擇避雷器時，滅弧電壓取110%的線電壓，稱為110%避雷器對中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)在過補償時，單相接地時健全相上電壓接近線電壓，因此在選擇避雷器滅弧電壓時，取100%的線電壓，稱為100%避雷器對中性點直接接地系統(tǒng)單相故障接地時，健全相電壓約為0.8倍線電壓，對于該系統(tǒng)避雷器的最大滅弧電壓取為最大線電壓的80%，稱為80%避雷器三、文甩負素荷時救引起列的工湯頻電陣壓升育高四、廳工頻葬電壓托升高班的限抱制措雀施1、利持用并鋼聯(lián)電纖抗器裂補償烘空載析線路挪的電示容效鍬應(yīng)2、利侵用靜凈止補享償裝拌置（SV壓C)限制揭工頻躍過電惡壓3、采尚用良吊導(dǎo)體回地線焦降低桂輸電記線路晝的零醫(yī)序阻蹤蝶抗電力屋系統(tǒng)紡的操烘作過咬電壓操作喜過電奧壓：成是由早系統(tǒng)紹中斷專路器搞操作甲中各嘩種故傾障產(chǎn)斗生的霧過渡盆過程拴引起蜻的。特點脅：幅李值高抄、存比在高僚頻振泉蕩、躍強阻星尼、惰持續(xù)泄時間蓬短的循特點男。常見活類型脊：空動載線牙路合夫閘過御電壓構(gòu)、切關(guān)空載謹線路咱過電河壓、潔切空每載變脈壓器壞過電繩壓及康中性喜點不窄接地礎(chǔ)系統(tǒng)熟弧光前接地建過電住壓。一、計空閘榆線路哄合閘壟過電甩壓及雞其限脫制措匠施１、尾計劃翠合閘合閘次瞬間完電源掃通過羨電感剛向電驚容充炒電，針充電撇過程備是無激阻尼笛的振軌蕩過衛(wèi)程。帥振蕩蜓頻率。電容婦上電腐壓值黑為：最嚴重懸情況藝：E值為垂最大姜值。剩當t=膝π/西ω0時，言為2Ema線x2、自案動重鴿合閘最嚴影重情芒況：固重合油閘時琴電源命電壓辯恰好故與線疲路殘英余電睛壓反蓄極性勉，并做且為罵峰值Em，則重脅合閘博時的歪過渡你過程務(wù)中最哪大過罩電壓部為：3、影烤響因誤素1）合綿閘相伯位2）殘蜂余電升荷3）斷虛路器把合閘礙的不屯同期4）回攝路耗格損5）電易容效稈應(yīng)4、限栽制過正電壓媽的措鍛施1）降隱低工識頻電隙壓升量高2）斷供路器美觸頭富并聯(lián)安電阻3）消堆除線步路上輔的殘寸余電您荷4）裝帶設(shè)避桿雷器二、快切除饑空載納線路潤過電多壓及刪其限鴨制措夜施主要印原因筋：電遭弧重盡燃影響肝因素眼：斷遭路器蛾的性系能、嫂電網(wǎng)浸中性販點的事運行疾方式質(zhì)、最接線造方式泡的影謎響、極電暈鞏的影較響、饞線路弦側(cè)的苦電磁贏式電煤壓互弦感器限制等措施震：選釣用滅喝弧能鞋力強趕的快海速斷恥路器采用巾帶飄并聯(lián)牌電阻爛的斷榜路器三、形切除農(nóng)空載蘿變壓跨器過篩電壓原因拜：開克關(guān)突紙然截它斷了壺電感桌中的侍電流截流聰電壓邀最大碑值為宿：ZT為變挨壓器批的特尾性阻印抗影響澤因素拍：斷郵路器蠅的性麗能、眼變壓洲器的腳特性食阻抗限制棟的措競施：四在變遵壓器林的任婦一側(cè)傲裝設(shè)桿一組去普通蜂閥式棕避雷致器四、癥弧光浸接地慢過電碧壓及負其限紫制措弓施電弧濟接地叮過電蘋壓：預(yù)中性但點不群接地尺的電飯網(wǎng)，槐如果堵發(fā)生益單相歇金屬么性接比地，林將引絕起健歇全相心的電鳴壓升趣高到屢線電綁壓。懇如果步單相折通過靈不穩(wěn)拖定的奴電弧納接地逼，即媽接地撞點的幟電弧悲間歇伶性熄身滅和君重燃落，則繳在電揪網(wǎng)健脹全相策和故瓜障相挪上都鍵會產(chǎn)徒生過差電壓作。1、電聯(lián)弧接嫩地過冬電壓顛發(fā)展料的物唐理過帝程建全新相的騎最大池過電呆壓為-3效.5勵U，故障生相最禍大過趟電壓山為2U。在實話際情吧況下員，由筍于過原渡過鼠程的右衰減坡、殘糊余電米荷的撇泄漏伯以相輕間電棚容的寒限壓常作用測，燃濱弧相忍位不惰等等木原因貫，過棄電壓謝值應(yīng)碼低些鬼。2、限碧制過遭電壓壞的措弟施產(chǎn)生杯原因搭：電歌網(wǎng)產(chǎn)界生間裝歇性駁電弧鴨，中開性點瘋有電星位偏療移。解決蘆方法揭：將掃中性柳點直奸接接妹地，還使發(fā)譯生單鄰相接南地故貿(mào)障時犯形成園單相忠短路榨電流椒，將牧線路滑斷開監(jiān)，待誰故障濟消除與后恢千復(fù)供閑電流筋。中性側(cè)點采觀用經(jīng)侮消弧僚線圈邀接地消弧覆線圈沿的基哪本作價用：1）補致償流棄過故魄障點被的短靜路電幻玉流，寇使電較弧自檢行熄促滅，雖系統(tǒng)嫂自行負恢復(fù)誼正常史工作虛狀態(tài)缺。2）降混低故褲障相址上的昨恢復(fù)采電壓在上升估速度袋，減悄小電饒弧重跑燃的鼓可能劉性。補償抗方式怒：過爽補償5.丟3電力毅系統(tǒng)饞諧振泄過電撇壓諧振簽：振翠蕩系喂統(tǒng)中罩的一糟種周儉期性萬的或怖準周邁期性謝的運抹行狀詳態(tài)，意其特芬征是符某一半個或苦幾個悟諧波肺幅值教的急哭劇上夏升。特點研：是連一種農(nóng)穩(wěn)態(tài)最現(xiàn)象炎，不偽僅會詠在操怪作或么事故刊的過放渡過痕程中亡產(chǎn)生溉，而魂且還逐可能是在過糞渡過巨程結(jié)瀉束后戀較長概時間詢內(nèi)穩(wěn)潮定存抱在，立直到避發(fā)生宴新的濾操作惡，諧通振條尤件受這到破達壞為柜止，押持續(xù)痰時間左長，喬后果修嚴重因。類型景：線潔性諧雷振、這鐵磁姨諧振誘、參種數(shù)諧緣瑞振一、被線性稀諧振特點至：電煙路中德的參揚數(shù)是搭常數(shù)些，不呢隨電揚壓或攪電流幕的變走化而為變化新。當自己振頻率房誠與電苦源頻險率相龍等時售，回粘路的恥感抗婦等于引容抗扯時出賢現(xiàn)線尋性諧張振，同此時難過電五壓最芝大，同其電柜壓倍咸數(shù)：自振針頻率：解決臂方法看：在有設(shè)計鉤或運偽行時柱避開火諧振診范圍二、面參數(shù)棚諧振遺過電佩壓特點鼻：系境統(tǒng)中扒某些掉元件舒的電到感參蹤蝶數(shù)在償外界循因素哀的影鴉響下集發(fā)生蠢周期失性變愉化。伯當接墾有電攤?cè)菪栽阖撦d嫂，參碰數(shù)配印合不褲當，底就可羊能發(fā)選生參甲數(shù)諧舒振。1）諧禿振所常需的底能量榴由改裝變參膊數(shù)的孩原動阿機供檔給，介不需漿要單爽獨的脖電源鉆；同智時只報要回符路中選具有踢某些獎殘余哲的電回場或障磁場買能量辟，就燦足以圾使諧免振的躁發(fā)生醒和發(fā)平展。2）實棄際電粥網(wǎng)中支存在富一定汁的電圈阻，止因此栽要求執(zhí)每次擠變化桃所引課入的出能量伶必須即足夠鋤大，職才能需在補率償電理阻能積量損推耗外缺，還物使回事路中肺的儲鴿能愈折積愈懲多，恰促使乒諧振犬的進鈴一步嫩發(fā)展康。影響撒：威伶脅電塞氣設(shè)景備的嗽絕緣朵和損肚壞避耗雷器易，而潑且使倘電機塵與其雀他電窄源不努能實果現(xiàn)并獎列運孩行。解決偶方法纏：發(fā)層電機排投入皺運行炎之前竊，進媽行自波激校蒼核。三、脾鐵磁騙諧振疑過電滲壓特點揭：電版力系侍統(tǒng)的混振蕩樸回路給中，書由于榜鐵芯干電感碌的磁衡路飽晝和引剃起本默身電厘感值語發(fā)生絡(luò)變化革，因怒而激嗽發(fā)起占持續(xù)收性的擠較高列幅值潔的鐵謀磁諧細振過廢電壓撓?？上笠允遣阑ò?、高尾次諧螞波諧替振，脆也可虛是分躁次諧絮波諧脅振影響汪：單升相、畫兩相創(chuàng)或三默相對熊地電款壓升去高，喜或低由頻擺販動引建起避返雷器膝爆炸作。也溜可能莊產(chǎn)生座高值撈零序培電壓晶分量跪，出號現(xiàn)虛菜幻接漫地和業(yè)不正觸確的王接地悼指示冰，或洋在電禽壓互初感器訂上產(chǎn)裂生過甲電流戲，引填起FU熔斷伸等現(xiàn)叮象。產(chǎn)生夾諧振刊的必蘇要條行件：只有柱滿足四以上奧條件杏，伏訪安特限性曲聞線UL和UC才有圈可能污相交影。即護：當鋸滿足喘以上遷條件潮在電駝感未咱飽和鞏時電葛路的響自振博頻率陪低于化電源燈頻率鑰，當諧振掀時線酒圈中惑的電浙流增去加，余電感值值下截降，錦使回儀路自煙振頻百率正相好等搜于或磁接近躲電源判頻率圖?；匾懵分携徳频膲菏┙岛托祀娫聪译妱菘称胶獍堑臈l舞件可念得：在一定譯的電縱勢E作用嶄下，犯可能府有三薄個平燒衡點型。據(jù)分析鄉(xiāng)豐：鐵繡磁諧亮振回水路在贈穩(wěn)態(tài)允時可貞能有勿兩個痛穩(wěn)定報的工隸作狀熟態(tài)：1、非急諧振茂工作醉狀態(tài)a1點，圖回路避中的UL>UC，整個敘回路擔屬于疫電感憐性的題，這俯時作外用在妖電感覽和電么容上譽的電畢壓都慈不高印，不經(jīng)會產(chǎn)敏生過紛電壓獨。2、諧艷振工逆作狀泥態(tài)a3點，伐這時UL<UC，回路逼是電稅容性斤的，舞此時規(guī)不僅筋回路生電流朗較大喚，而址且在它電容白和電婆感上象都會惜發(fā)生蛋較大矛的過們電壓術(shù)。當存站在兩兩個工楊作點蜓時，民若電劇源電碎勢沒立有擾件動，辜則只撤能處讀在a1點為嫁建立嗽起穩(wěn)管定的到諧振淺點，本回路框必須肆經(jīng)過脂強烈件的過代渡過依程，興如電姻源突送然合顧閘等差。這簡種需雨要經(jīng)耕過過鵲渡過性程來淺建立續(xù)諧振辭的現(xiàn)觀象稱情為鐵漫磁諧慣振的密激發(fā)嶄。存在卸現(xiàn)象查：當哥電勢E由零決逐漸睬增加剩時，報回路廣的工先作點遠將由O點逐高漸上腐升到m點，潤然后股突變宣到n點，鑰回路輔電流朗將由養(yǎng)感性不突變浩成容情性，會這種纖回路輝電流的相位圾發(fā)生18撒00的突丙變稱燈為相牲位反淚傾現(xiàn)榜象，肝同時俊回路必電流衣及電注容和漲電感繁上的照電壓殊將突距然的薪大幅射度的政提高臭。特點學(xué)：1)對鐵桌磁諧惜振電默路，幼在相臟同的潛電源廟電勢儀作用紛下，肝回路緊可能累有不輝只一支種穩(wěn)飛定的臣工作來狀態(tài)伏。2)非線楚性鐵呀磁特艦性是恨產(chǎn)生持鐵磁些諧振芝的根褲本原霞因，插但鐵篇磁元倚件飽接和效執(zhí)應(yīng)本蝦身也蝦限制留了過講電壓凡的幅袍值。3)諧振代的必潔要條中件是濱：電磨感和下電容蛇的伏奪安特龜性曲塌線有研交點柴，即歡：4)由于掃諧振寸回路雷的電潑感不令是常邊數(shù)，聞在同傲樣的接回路戚中即仍可產(chǎn)旁生諧范振頻摸率等蕉于電潮源頻咳率的曠基波勉振蕩羞，也蠟可能裂產(chǎn)生腹倍頻耐諧振愛和分葬頻諧霜振，雞具有芒各諧盤波的勻可能便性。解決輪辦法益