绝缘配合的基本概念
发布时间:2011/11/2 9:37:19 访问次数:3615
绝缘的作用是将电位不同的导体分隔开来。
绝缘配合就是根据设备所在系统中可能出现的各种电压,PCF8583并考虑保护装置的特性和设备的绝缘性能,来确定设备必要的耐受强度,以便把作用于设备上的各种电压所引起的设备绝缘损坏和影响连续运行的概率,降低到在经济上和运行上能耐受的水平;也就是要在技术上正确处理各种电压、各种限压措施和设备绝缘耐受能力三者之间的配合关系,以及在经济上协调投资费、维护费和事故损失费(即可靠性)三者之间的关系。不会因绝缘水平取得过高,而使设备尺寸过大及造价过高,形成不必要的投入;也不会因绝缘水平取得过低,而使设备在运行中事故率增加,导致事故损失及维护费用过大。所以,电力系统绝缘配合是一个复杂的、综合性很强的技术经济问题。
电力系统中的绝缘,包括发电厂、变电站中电气设备绝缘和输配电线路的绝缘。从绝缘结构和特性区分,有外绝缘和内绝缘。外绝缘是指与大气直接接触的绝缘部件,一般是瓷或硅橡胶等表面绝缘和空气绝缘。外绝缘的耐受电压值与大气条件(气压、气温、湿度、雾、雨露、冰雪等)密切相关,沿面闪络和气隙击穿是外绝缘丧失绝缘性能的常见形式,但事后能恢复其绝练性能,故属自恢复型绝缘。内绝缘是指不与大气直接接触的绝缘部件,其耐受电压值基本上与大气条件无关。一般地说,内绝缘是由固体、液体、气体等绝缘材料组成的复合绝缘。例如,变压器类设备的内绝缘主要是油纸绝缘,这类绝缘在过电压多次作用下,会因累积效应使绝缘性能下降;一旦绝缘被击穿或损坏,不能自动恢复原有的绝缘性能,故属非自恢复型绝缘。实际应用中,一台设备的绝缘结构总是由自恢复和非自恢复两部分组成,通常并不简单地把一台设备的绝缘说成是自恢复型或非自恢复型;仅当一台设备的非自恢绝缘部分发生沿面或贯穿性放电的概率可以忽略不计时,才可称其绝缘为自恢复型的,或者相反。
电力系统绝缘配合的本质是合理处置作用电压与绝缘强度的关系,而电力系统中各类作用电压与电力系统中性点运行方式相关,因而中性点运行方式将直接影响系统绝缘水平的确定。在中性点有效接地系统中,相对地绝缘承受的长期工作电压为运行相电压。而非有效接地系统允许带单相接地故障运行一定时间,此时最大工作电压为线电压。因此这两种系统中选用的避雷器参数是不相同的。有效接地系统中避雷器额定电压比非有效接地系统要低,残压也相对较低,故电气设备承受的雷屯过电压也相对较低,约20%。对于操作过电压,在有效接地系统中,操作过电压是在相电压基础上产生的;而在非有效接地系统中,则可能在线电压基础上产生,故前者的过电压倍数比后者低20%--30%。因此,对同一电压等级的电力系统,若中性点非有效接地,则其绝缘水平要高于有效接地的系统。
电气设备绝缘水平由作用于绝缘上的最大工作电压、雷电过电压及操作过电压三者中一种所决220kV达到较佳的技术经济效果,在不同电压等级中对这些作用电压的处置是不同的。在220kv及以下系统中,要求把雷电过电压限制到低于操作过电压是不经济的;因此在这些系统中,电气设备的绝缘水平由雷电过电压决定。限制雷电过电压的措施主要是采用避雷器,避雷器的雷电冲击保护水平是确定设备绝缘水平的基础。对于输电线路,则要求达到一定的耐雷水平。由这样确定的绝缘水平在正常情况下能耐受操作过电压的作用,故220kV及以下系统一般不采用专门的限制内部过电压的措施。随着输变电电压的提高,操作过电压对绝缘的威胁将明显增大。在330kV及以上的超高压系统中,一般需采用专门的限压措施,如并联电抗器、带有并联电阻的断路器及金属氧化物避雷器等,将操作过电压限制至容许值。由于限制过电压措施和要求不同,绝缘配合的作法也不同。例如,俄罗斯等国主要用复合型磁吹避雷器及过电压限制器限制操作过电压,所以是按避雷器的操作过电压保护特性确定设备绝缘水平;美国、日本、法国等则主要通过改进断路器的性能,将操作过电压限制到预定的水平。避雷器是作为操作过电压的后备保护,实际上,设备绝缘水平是以雷电过电压下避雷器的保护特性为基础确定的。我国采用后一种作法。无论哪种作法,均以避雷器保护特性为基础。对于输电线路绝缘水平的选择,仍以保证一定的耐雷水平为目标。
随着限制过电压措施的不断完善,当过电压被限制到1·7~1.8倍或更低时,长时间工作电压就可能成为决定系统绝缘的主要因素。
在污秽地区,外绝缘强度受污秽影响而大大降低,污闪事故常在恶劣气象条件和T作电压下发生。所以,严重污秽地区电力系统外绝缘水平主要由系统最高运行屯压所决定。
电力系统绝缘配合是不考虑谐振过电压的,因此在系统设计和运行中要求避免发生谐振过电压。
输电线路绝缘与变电站电气设备绝缘之间不存在配合问题。通常,为保证线路的安全运行,线路绝缘水平远高于变电站电气设备的绝缘水平。虽然多数过电压发源于线路,但高幅值的过电压波传人变电站时,将被站内的避雷器所限制,而站内设备绝缘是以避雷器保护水平为基础确定的。所以,线路过电压波不会威胁站内电气设备绝缘。
考虑到不同时期的电网结构不同,过电压水平不同,以及发生事故造成后果不同,对绝缘水平的确定也存在一定的差异。通常在电网发展初期,采用单回线路送电,系统联系薄弱,一旦发生故障,经济损失大。到了发展中、后期,系统联系加强,保护性能改善,设备损坏率减小,即使出现故障,经济损失亦会明显降低。因此,对同一电压等级,不同类型设备、不同地点,允许选择不同的绝缘水平;一般在电网建设初期选用较高的绝缘水平,发展到中、后期,可选用较低的绝缘水平。为了适应这种需要,国际电工委员会(IEC)和我国国家标准对同一电压等级的设备,对应有几个绝缘水平以供选择。
绝缘的作用是将电位不同的导体分隔开来。
绝缘配合就是根据设备所在系统中可能出现的各种电压,PCF8583并考虑保护装置的特性和设备的绝缘性能,来确定设备必要的耐受强度,以便把作用于设备上的各种电压所引起的设备绝缘损坏和影响连续运行的概率,降低到在经济上和运行上能耐受的水平;也就是要在技术上正确处理各种电压、各种限压措施和设备绝缘耐受能力三者之间的配合关系,以及在经济上协调投资费、维护费和事故损失费(即可靠性)三者之间的关系。不会因绝缘水平取得过高,而使设备尺寸过大及造价过高,形成不必要的投入;也不会因绝缘水平取得过低,而使设备在运行中事故率增加,导致事故损失及维护费用过大。所以,电力系统绝缘配合是一个复杂的、综合性很强的技术经济问题。
电力系统中的绝缘,包括发电厂、变电站中电气设备绝缘和输配电线路的绝缘。从绝缘结构和特性区分,有外绝缘和内绝缘。外绝缘是指与大气直接接触的绝缘部件,一般是瓷或硅橡胶等表面绝缘和空气绝缘。外绝缘的耐受电压值与大气条件(气压、气温、湿度、雾、雨露、冰雪等)密切相关,沿面闪络和气隙击穿是外绝缘丧失绝缘性能的常见形式,但事后能恢复其绝练性能,故属自恢复型绝缘。内绝缘是指不与大气直接接触的绝缘部件,其耐受电压值基本上与大气条件无关。一般地说,内绝缘是由固体、液体、气体等绝缘材料组成的复合绝缘。例如,变压器类设备的内绝缘主要是油纸绝缘,这类绝缘在过电压多次作用下,会因累积效应使绝缘性能下降;一旦绝缘被击穿或损坏,不能自动恢复原有的绝缘性能,故属非自恢复型绝缘。实际应用中,一台设备的绝缘结构总是由自恢复和非自恢复两部分组成,通常并不简单地把一台设备的绝缘说成是自恢复型或非自恢复型;仅当一台设备的非自恢绝缘部分发生沿面或贯穿性放电的概率可以忽略不计时,才可称其绝缘为自恢复型的,或者相反。
电力系统绝缘配合的本质是合理处置作用电压与绝缘强度的关系,而电力系统中各类作用电压与电力系统中性点运行方式相关,因而中性点运行方式将直接影响系统绝缘水平的确定。在中性点有效接地系统中,相对地绝缘承受的长期工作电压为运行相电压。而非有效接地系统允许带单相接地故障运行一定时间,此时最大工作电压为线电压。因此这两种系统中选用的避雷器参数是不相同的。有效接地系统中避雷器额定电压比非有效接地系统要低,残压也相对较低,故电气设备承受的雷屯过电压也相对较低,约20%。对于操作过电压,在有效接地系统中,操作过电压是在相电压基础上产生的;而在非有效接地系统中,则可能在线电压基础上产生,故前者的过电压倍数比后者低20%--30%。因此,对同一电压等级的电力系统,若中性点非有效接地,则其绝缘水平要高于有效接地的系统。
电气设备绝缘水平由作用于绝缘上的最大工作电压、雷电过电压及操作过电压三者中一种所决220kV达到较佳的技术经济效果,在不同电压等级中对这些作用电压的处置是不同的。在220kv及以下系统中,要求把雷电过电压限制到低于操作过电压是不经济的;因此在这些系统中,电气设备的绝缘水平由雷电过电压决定。限制雷电过电压的措施主要是采用避雷器,避雷器的雷电冲击保护水平是确定设备绝缘水平的基础。对于输电线路,则要求达到一定的耐雷水平。由这样确定的绝缘水平在正常情况下能耐受操作过电压的作用,故220kV及以下系统一般不采用专门的限制内部过电压的措施。随着输变电电压的提高,操作过电压对绝缘的威胁将明显增大。在330kV及以上的超高压系统中,一般需采用专门的限压措施,如并联电抗器、带有并联电阻的断路器及金属氧化物避雷器等,将操作过电压限制至容许值。由于限制过电压措施和要求不同,绝缘配合的作法也不同。例如,俄罗斯等国主要用复合型磁吹避雷器及过电压限制器限制操作过电压,所以是按避雷器的操作过电压保护特性确定设备绝缘水平;美国、日本、法国等则主要通过改进断路器的性能,将操作过电压限制到预定的水平。避雷器是作为操作过电压的后备保护,实际上,设备绝缘水平是以雷电过电压下避雷器的保护特性为基础确定的。我国采用后一种作法。无论哪种作法,均以避雷器保护特性为基础。对于输电线路绝缘水平的选择,仍以保证一定的耐雷水平为目标。
随着限制过电压措施的不断完善,当过电压被限制到1·7~1.8倍或更低时,长时间工作电压就可能成为决定系统绝缘的主要因素。
在污秽地区,外绝缘强度受污秽影响而大大降低,污闪事故常在恶劣气象条件和T作电压下发生。所以,严重污秽地区电力系统外绝缘水平主要由系统最高运行屯压所决定。
电力系统绝缘配合是不考虑谐振过电压的,因此在系统设计和运行中要求避免发生谐振过电压。
输电线路绝缘与变电站电气设备绝缘之间不存在配合问题。通常,为保证线路的安全运行,线路绝缘水平远高于变电站电气设备的绝缘水平。虽然多数过电压发源于线路,但高幅值的过电压波传人变电站时,将被站内的避雷器所限制,而站内设备绝缘是以避雷器保护水平为基础确定的。所以,线路过电压波不会威胁站内电气设备绝缘。
考虑到不同时期的电网结构不同,过电压水平不同,以及发生事故造成后果不同,对绝缘水平的确定也存在一定的差异。通常在电网发展初期,采用单回线路送电,系统联系薄弱,一旦发生故障,经济损失大。到了发展中、后期,系统联系加强,保护性能改善,设备损坏率减小,即使出现故障,经济损失亦会明显降低。因此,对同一电压等级,不同类型设备、不同地点,允许选择不同的绝缘水平;一般在电网建设初期选用较高的绝缘水平,发展到中、后期,可选用较低的绝缘水平。为了适应这种需要,国际电工委员会(IEC)和我国国家标准对同一电压等级的设备,对应有几个绝缘水平以供选择。
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