特高压输电技术7.ppt

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1、特高压输电的绝缘配合电网中电气设备的绝缘，在运行中会受到以下几种电压的作用：工作电压：具有工频频率，持续地作用在绝缘上。其最大值，相间为系统最高电压，对地为系统最高相电压。暂时过电压：因电网操作或故障引起的，较长持续时间的工频过电压和谐振过电压。后者包括持续时间较长的工频、含有高次或低次谐波的谐振过电压。操作过电压：因电网操作或故障引起的持续时间数毫秒、高阻尼振荡或非振荡过电压。雷电过电压：来自电网外部、大自然的雷电放电引起的过电压。2004-12-141特高压输电的绝缘配合电气设备的绝缘，在上述各种电压作用下呈现出相应的绝缘强度(一般以其放电电压来表征)。绝缘配合技术则是在考虑运行环境和

2、过电压保护装置特性的基础上，根据设备上可能出现的电压，科学合理的选择其绝缘水平。在此过程中，应权衡设备造价、维修费用和故障损失，力求用较为合理的成本获得较好的经济效益。随着电网电压等级的提高，特别是在特高压电网中，空气间隙的放电电压在操作过电压下呈现饱和特性，这些使得电气设备的绝缘占据设备总投资的份额愈来愈大。而超/特高压电网因其输送容量巨大，绝缘故障后果将非常严重。因此，绝缘配合问题在超/特高压输电领域，更值得关注。2004-12-142特高压输电的绝缘配合特高压输电绝缘的电气特性特高压输电绝缘的分类特高压架空输电线路绝缘可分为两类：一类是导线与杆塔或大地之间的空气间隙，而另一类则是绝缘

3、子。空气间隙有：导线对杆塔之间的空气间隙、导线之间的空气间隙、档距中间导线对地的空气间隙、档距中间导线对地面上运输工具或传动机械间的空气间隙。特高压变电所绝缘的分类：如特高压变电所采用敝开式高压配电装置（AIS），那么空气也是特高压变电所的主要绝缘介质。导线与悬挂导线的架构之间采用绝缘子实现导线与地之间的绝缘。2004-12-143特高压输电的绝缘配合特高压输电绝缘的电气特性特高压输电绝缘的分类如特高压变电所采用半封闭组合电器(HGIS)或全封闭组合电器(GIS)，则其GIS部分有六氟化硫（SF6）气体绝缘和内部合成绝缘子外，GIS尚有引入引出套管等绝缘元件。特高压变电所电气设备，诸如电力

4、变压器、高压并联电抗器、电流互感器等为油纸非自恢复绝缘设备。2004-12-144特高压输电的绝缘配合特高压架空输电线路的绝缘子特高压输电工程对绝缘子提出了更多更高的要求。如高机械强度、防污闪、提高过电压耐受能力和降低无线电干扰等。作为特高压架空输电线路的绝缘子，由于其悬挂的相导线根数多、截面大，加之风力、复冰等极苛刻的运行条件，因此必须有足够大的机械荷载能力。一般要有210、330和540kN。绝缘子运行中需要承受工作电压和操作过电压的作用，前者与绝缘子表面的爬电距离有关，后者则与绝缘子的结构高度有关。设计特高压输电线路绝缘子的造型，应充分注意这一特点,以使绝缘子串在承受上述两种电气荷载

5、的特性方面能有较好的配合。2004-12-145特高压输电的绝缘配合特高压架空输电线路的绝缘子鉴于目前我国大气环境条件尚不够良好，研究开发自清洗能力强、耐污闪的特高压输电线路用绝缘子，确是当务之急。基于国内外超高压架空输电线路复合绝缘子在污秽地区的良好运行特性，在较重污秽地区的特高压架空输电线路也宜采用复合绝缘子。前苏联的1150kV特高压架空输电线路大约采用了700多支复合绝缘子目前，国内合成绝缘子厂家，如山东泰光公司，已经研制出1000kV线路用复合绝缘子。2004-12-146特高压输电的绝缘配合特高压架空输电线路空气间隙的放电特性空气间隙的放电电压与作用的电压种类、极性(操作/雷电

6、过电压)、波形(操作过电压的波头长度)、构成空气间隙电极的形状、距离以及所在地区的空气气象参数等因素有关。正极性操作/雷电过电压作用时，空气间隙呈现出较小的放电电压。冲击波的波头长度与放电电压的关系非常密切。当冲击波波头长度在数百微秒左右，有最小的放电电压（参见图7-3）。当间隙长度增加时，相应于最小放电电压的冲击波波头长度也变大。2004-12-147特高压输电的绝缘配合特高压架空输电线路空气间隙的放电特性特高压电网中操作过电压的研究表明，操作过电压的波头长度为600到4500μs。线路上全部过电压中，有90%以上的波头长大于1000μs。考虑到这些数据，前苏联学者推荐试验冲击电压的波头

7、长度等于1000μs。当冲击波波头在1000～5000μs范围内变化时，长空气间隙的试验结果基本是相同的。中国电科院针对500kV电网的研究表明，操作过电压的波头在绝大多数的情况下都超过2000μs。近期武高所对我国特高压1000kV示范工程的研究显示，操作过电压的波头都超过3000μs。2004-12-148特高压输电的绝缘配合导线对地的空气间隙曲线1～7—正极性；8～10—负极性；1～6、9—操作冲击；7、10—雷电