对我国特高压输电系统过电压和绝缘配合的建议

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查看1752 | 回复0 | 2011-9-7 22:14:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
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编者按:特高压是我刊报道重点范围之一,为配合我国21世纪电力系统现代化和向更高电压发展,从本期开始,设立特高压研究专栏,今后将连续刊登此类文章。
  摘要 参考国内外研究成果,分析我国下一世纪初可能要建设的特高压输电系统限制过电压、潜供电流的主要方法和限制后过电压、潜供电流的水平并选择了MOA的参数。在此基础上,对特高压系统的主要变电设备(包括变压器、断路器、隔离开关、电抗器和MOA)和输电线路的绝缘水平提出了建议,以供我国特高压设备研制和线路变电所设计参考。
  关键词 特高压 过电压 绝缘配合
Overvoltage and Insulation Coordination on Ultra High
Voltage Power Transmission System in China
  Abstract Refer to the domestic and foreign research results, this paper presents the major methods of suppressing over-voltage and second arc current in UHV power transmission system which will be build next ceutary in China. It also gives the over-voltage level and the second arc current level after using the suppressing methods and the parameters of MOA. This paper, based on above analysis and research, suggests the insulation level of the main equipment in UHV system (including transformer, circuit breaker, disconnecting switch, reactor and MOA), which can be used as a references to research, manufacture of UHV equipment and design of power substation and transmission line.
  Key words UHV overvoltage insulation coordiration
  0 引言
  为了满足大容量长距离输电和全国联网的需要,我国在2020年左右可能建成特高压线路。提前二十年进行新电压等级的研究是完全必要的。在特高压研究中,过电压和绝缘配合的研究是其它研究课题(如特高压设备研制)的前提和基础,是能否采用特高压的关键之一。
  本文参考国外资料和武汉高压研究所的研究结果,对我国特高压输电系统过电压和绝缘配合提出了建议。
  1 工频暂态过电压
  工频暂态过电压主要由空载线路电容效应、不对称接地故障和甩负荷等原因引起的。它和系统结构、容量、参数及运行方式有关。
  并联电抗器是限制工频过电压的有效措施。我国特高压输电线路较长,必须在线路上安装并联电抗器。由于运行方式变化,线路上的无功功率变化很大。为了无功平衡和调压,要求并联电抗器应能随线路输送功率而自动调节电感量。国内外正在积极研制可控电抗器。
  日本提出限制工频过电压持续时间的继电保护方案(见图1)[1]。其原理是:在MOA接地引下线上,用CT测量流过MOA电流信号,当甩负荷引起线路末端工频过电压偏高时,若此电流幅值和持续时间大于某预定值,即向线路首端发出跳闸信号,使过电压消除。虽然不限制工频过电压幅值,但减小工频过电压持续时间,使其<0.2s,因而减小MOA热负荷,有利于选择MOA额定电压,我国可以借鉴。



图1 限制工频暂态过电压持续时间的继电保护方案
  当不对称接地故障需要三相跳闸时,先跳开故障相后跳开健全相有利于限制工频过电压。三峡—华东特高压系统过电压计算已证明它可以把过电压限制在1.3P.U以下。这种操作方式不同于现有的方式,但是是可以实现的。采用合适的限制措施,我国的特高压系统的工频过电压可以限制在1.3P.U(0.5~1s)和1.4P.U(0.2s)以下。
  表1为国外特高压系统过电压倍数,前苏联的工频过电压倍数由其避雷器灭弧电压倒推而得。
表1 特高压系统过电压倍数

国别日本苏联意大利美国
BPA美国
AEP中国
建议值
最高工作电压
Um/kV1 1001 2001 0501 2001 6001 100
工频暂态
过电压倍数1.3 
1.5*1.441.351.31.11.3 
1.4*
操作过电压
倍数1.61.6
(1.8)1.71.51.61.6
注:*为0.2s值。
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