CN105811389B - 750kV线路高抗中性点避雷器及绝缘水平参数的确定方法 - Google Patents

750kV线路高抗中性点避雷器及绝缘水平参数的确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种750kV线路高抗中性点避雷器及绝缘水平参数的确定方法,包括:1)建立750kV输电线路的电磁暂态仿真模型;2)设置线路架设方式为全线单回及全线同塔双回;3)计算在单相接地甩负荷工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的工频过电压,计算非全相工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的拍频过电压;4)设置避雷器MOA的额定电压;5)根据避雷器MOA阀片的参数性能选取避雷器MOA的操作冲击残压及雷电冲击残压;6)确定750kV输电线路中高抗中性点绝缘的实际短时工频耐受电压;确定750kV输电线路中高抗中性点绝缘的雷电冲击耐受电压。本发明能够有效确定750kV输电线路中高抗中性点绝缘的实际短时工频耐受电压及高抗中性点绝缘的雷电冲击耐受电压。

Description

750kV线路高抗中性点避雷器及绝缘水平参数的确定方法
技术领域
本发明属于电网输电线路技术领域,涉及一种750kV线路高抗中性点避雷器及绝缘水平参数的确定方法。
背景技术
现有技术方案中对于750kV线路高抗中性点避雷器及绝缘水平参数的选择未考虑不同条件下高抗中性点过电压的差异化特性,存在优化空间;并且未来750kV线路可能出现低高抗补偿度(如60%)的情况,与目前常用的70%~90%高抗补偿度相比,其高抗中性点过电压可能更高,现有高抗中性点避雷器及绝缘水平参数难以满足要求,存在安全隐患。
目前国内750kV工程线路高抗中性点MOA的额定电压主要为132kV和144kV,MOA阀片采用单柱常规阀片,压比(雷电冲击残压/直流参考电压)约为1.78。
现有技术方案中以线路发生单相接地甩负荷时在高抗中性点产生的工频过电压为参考,并考虑一定裕度,来选取高抗中性点MOA的额定电压,然后根据MOA阀片参数性能,明确高抗中性点MOA的操作冲击残压、雷电冲击残压等参数。
现有标准中包括企标Q/GDW104-2003《750kV系统用油浸式并联电抗器技术规范》及国标GB50064-2012中规定,我国750kV高抗的中性点绝缘水平为1min工频耐受电压200kVrms,雷电全波和截波耐受电压为480kVpeak,其中性点小电抗的绝缘水平要求与高抗中性点相同。即不同条件下750kV高抗中性点绝缘水平均采用统一的参数要求。另外,采用现有技术方案时,750kV线路单相非全相或单相分合过程中,高抗中性点可能出现高幅值的拍频过电压,其高幅值波形的持续时间可达150ms以上,应视为工频电压,现有中性点绝缘的工频电压耐受要求与该过电压之间的裕度不满足国标GB50064-2012中规定的1.15倍配合系数要求,并且该过电压可能超过表1所示的高抗中性点MOA的工频电压耐受能力,有必要提出高抗中性点过电压抑制措施,并明确相应的绝缘水平参数要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供了一种750kV线路高抗中性点避雷器及绝缘水平参数的确定方法,该方法能够有效确定750kV输电线路中高抗中性点绝缘的实际短时工频耐受电压及高抗中性点绝缘的雷电冲击耐受电压。
为达到上述目的,本发明所述的750kV线路高抗中性点避雷器及绝缘水平参数的确定方法包括以下步骤:
1)建立750kV输电线路的电磁暂态仿真模型;
2)设置750kV输电线路的线路架设方式为全线单回及全线同塔双回,750kV输电线路的高抗补偿度范围为60%~90%;
3)计算在单相接地甩负荷工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的工频过电压,计算单相接地故障工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的瞬时过电压,计算非全相工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的拍频过电压;
4)设置避雷器MOA的额定电压,其中避雷器MOA的额定电压小于750kV输电线路中高抗中性点的最高工频过电压,且避雷器MOA的额定电压在避雷器MOA的工频电压耐受能力范围内;
5)根据避雷器MOA阀片的参数性能选取避雷器MOA的操作冲击残压及雷电冲击残压;
6)根据非全相工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的拍频过电压及单相接地故障工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的瞬时过电压确定750kV输电线路中高抗中性点绝缘的实际短时工频耐受电压;
根据避雷器MOA的雷电冲击残压确定750kV输电线路中高抗中性点绝缘的雷电冲击耐受电压。
步骤6)根据非全相工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的拍频过电压及单相接地故障工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的瞬时过电压确定750kV输电线路中高抗中性点绝缘的实际短时工频耐受电压的具体操作过程为:
将1.08-1.15倍的非全相工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的拍频过电压作为750kV输电线路中高抗中性点绝缘的第一短时工频耐受电压;将0.5倍的单相接地故障工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的瞬时过电压作为单相接地故障工况下750kV输电线路中高抗中性点的工频过电压,将1.15倍的单相接地故障工况下750kV输电线路中高抗中性点的工频过电压记作750kV输电线路中高抗中性点绝缘的第二短时工频耐受电压;再将750kV输电线路中高抗中性点绝缘的第一短时工频耐受电压与第二短时工频耐受电压较大的一个作为750kV输电线路中高抗中性点绝缘的实际短时工频耐受电压;
750kV输电线路中高抗中性点绝缘的雷电冲击耐受电压大于等于1.25倍的避雷器MOA的雷电冲击残压。
750kV输电线路中高抗中性点小电抗的绝缘水平与高抗中性点的绝缘水平相同。
本发明具有以下有益效果:
本发明所述的750kV线路高抗中性点避雷器及绝缘水平参数的确定方法在具体操作时,计算在750kV线路不同架设方式、不同高抗补偿度的条件下,非全相工况时750kV输电线路中高抗中性点产生的拍频过电压及单相接地故障工况时750kV输电线路中高抗中性点产生的瞬时过电压,然后再根据所述拍频过电压及瞬时过电压确定750kV输电线路中高抗中性点绝缘的实际短时工频耐受电压;设置避雷器的额定电压,根据避雷器MOA阀片的参数性能选取避雷器MOA的雷电冲击残压,再根据避雷器MOA的雷电冲击残压确定750kV输电线路中高抗中性点绝缘的雷电冲击耐受电压,操作较为简单,750kV线路的高抗补偿度为60%~90%,满足未来750kV输电线路可能出现低高抗补偿度的情况,避免安全隐患的出现,需要说明的是,本发明为750kV输电线路的高抗中性点避雷器参数选型及绝缘水平优化设计提供了依据,参数确定较为合理、有效,能够有效的提高750kV高抗设备的技术先进性和安全性。
附图说明
图1为实施例一中750kV典型电网简化接线示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
本发明所述的750kV线路高抗中性点避雷器及绝缘水平参数的确定方法包括以下步骤:
1)建立750kV输电线路的电磁暂态仿真模型;
2)设置750kV输电线路的线路架设方式为全线单回及全线同塔双回,750kV输电线路的高抗补偿度范围为60%~90%;
3)计算在单相接地甩负荷工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的工频过电压,计算单相接地故障工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的瞬时过电压,计算非全相工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的拍频过电压;
4)设置避雷器MOA的额定电压,其中避雷器MOA的额定电压小于750kV输电线路中高抗中性点的最高工频过电压,且避雷器MOA的额定电压在避雷器MOA的工频电压耐受能力范围内;
5)根据避雷器MOA阀片的参数性能选取避雷器MOA的操作冲击残压及雷电冲击残压;
6)根据非全相工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的拍频过电压及单相接地故障工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的瞬时过电压确定750kV输电线路中高抗中性点绝缘的实际短时工频耐受电压;
根据避雷器MOA的雷电冲击残压确定750kV输电线路中高抗中性点绝缘的雷电冲击耐受电压。
步骤6)根据非全相工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的拍频过电压及单相接地故障工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的瞬时过电压确定750kV输电线路中高抗中性点绝缘的实际短时工频耐受电压的具体操作过程为:
将1.08-1.15倍的非全相工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的拍频过电压作为750kV输电线路中高抗中性点绝缘的第一短时工频耐受电压;将0.5倍的单相接地故障工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的瞬时过电压作为单相接地故障工况下750kV输电线路中高抗中性点的工频过电压,将1.15倍的单相接地故障工况下750kV输电线路中高抗中性点的工频过电压记作750kV输电线路中高抗中性点绝缘的第二短时工频耐受电压;再将750kV输电线路中高抗中性点绝缘的第一短时工频耐受电压与第二短时工频耐受电压较大的一个作为750kV输电线路中高抗中性点绝缘的实际短时工频耐受电压;
750kV输电线路中高抗中性点绝缘的雷电冲击耐受电压大于等于1.25倍的避雷器MOA的雷电冲击残压。
750kV输电线路中高抗中性点小电抗的绝缘水平与高抗中性点的绝缘水平相同。
实施例一
参考图1,对甲站—乙站750kV线路发生单相接地甩负荷、单相接地故障及非全相运行工况下的高抗中性点过电压差异化特性进行仿真分析,并分析本发明的应用效果。如图1所示,甲站—乙站线长150km、一次全换位,线路架设方式为全线同塔双回,高抗补偿度为57%~85%,中性点小电抗阻值按相间全补偿选取,避雷器采用单柱常规阀片。
表1列出了750kV同塔线路单相接地甩负荷时的高抗中性点工频过电压计算结果。如表1所示,750kV同塔双回线路高抗补偿度57%~85%条件下,高抗中性点工频过电压最高为59~161kVrms,按照避雷器MOA的工频电压耐受能力为1.15倍额定电压下1s、1.2倍额定电压下0.2s计算,避雷器MOA的额定电压应为49~134kV;高抗中性点工频过电压水平与目前750kV高抗中性点绝缘的200kVrms短时工频耐受水平之间的裕度超过24%,满足国标中规定的1.15倍配合系数要求。
表1
表2为750kV同塔线路非全相操作工况下的高抗中性点过电压计算结果。如表2所示,750kV同塔双回线路高抗补偿度57%~85%条件下,高抗中性点拍频过电压最高为206~285kVpeak,拍频过电压峰值介于206~285kVpeak的持续时间为160~190ms,因此可视为工频过电压,折合至工频过电压为145.7~201.6kVrms。按照避雷器MOA的工频电压耐受能力为1.15倍额定电压下1s、1.2倍额定电压下0.2s计算,避雷器MOA的额定电压应取为121~168kV。高抗补偿度低于78%时,高抗中性点过电压与目前750kV高抗中性点绝缘的200kVrms短时工频耐受水平之间的裕度低于6%,不满足国标中规定的1.15倍配合系数要求。
表2
表3为750kV同塔线路发生单相接地故障操作工况下的高抗中性点过电压计算结果,如表3所示,750kV同塔双回线路高抗补偿度57%~85%条件下,高抗中性点瞬时过电压峰值为151~251kV。按照GB/T311.2-2002《高压输变电设备的绝缘配合使用导则》中的换算方法,将操作过电压换算到工频过电压为75.5~125.5kVrms,与目前750kV高抗中性点绝缘的200kVrms短时工频耐受水平之间的裕度超过59%,满足国标中规定的1.15倍配合系数要求。
表3
根据以上750kV同塔双回线路在不同高抗补偿度下的中性点过电压计算结果,并基于高抗中性点采用单柱常规阀片参数性能,提出750kV线路高抗中性点避雷器参数差异化选择参数,如表4所示,可见不同高抗补偿度下,高抗中性点MOA参数存在明显差异。
表4
基于以上高抗中性点MOA参数差异化选择参数,按照本发明可提出750kV线路高抗中性点绝缘水平差异化选择参数,如表5所示,可见不同高抗补偿度下,高抗中性点绝缘水平参数存在明显差异,并且高抗补偿度为60%时,高抗中性点工频过电压约为194.4kV,目前750kV高抗中性点绝缘的200kVrms短时工频耐受水平之间的裕度低于3%,不满足国标中规定的1.15倍配合系数要求,需要将高抗中性点短时工频耐受电压参数提高至230kVrms,雷电冲击耐受电压参数相应提高至550kV,也高于现有技术方案中的480kVpeak。
表5
综合以上,采用本发明可以实现不同线路架设方式、不同高抗补偿度下的高抗中性点避雷器及绝缘水平参数的差异化选择要求,适应不同条件下的高抗中性点过电压差异化特性,可以解决现有技术方案中的参数要求单一、难以适应条件变化造成的设备参数裕度不足等问题。

Claims (3)

1.一种750kV线路高抗中性点避雷器及绝缘水平参数的确定方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)建立750kV输电线路的电磁暂态仿真模型;
2)设置750kV输电线路的线路架设方式为全线单回及全线同塔双回,750kV输电线路的高抗补偿度范围为60%~90%;
3)计算在单相接地甩负荷工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的工频过电压,计算单相接地故障工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的瞬时过电压,计算非全相工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的拍频过电压;
4)设置避雷器MOA的额定电压,其中避雷器MOA的额定电压小于750kV输电线路中高抗中性点的最高工频过电压,且避雷器MOA的额定电压在避雷器MOA的工频电压耐受能力范围内;
5)根据避雷器MOA阀片的参数性能选取避雷器MOA的操作冲击残压及雷电冲击残压;
6)根据非全相工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的拍频过电压及单相接地故障工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的瞬时过电压确定750kV输电线路中高抗中性点绝缘的实际短时工频耐受电压;
根据避雷器MOA的雷电冲击残压确定750kV输电线路中高抗中性点绝缘的雷电冲击耐受电压;
步骤6)根据非全相工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的拍频过电压及单相接地故障工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的瞬时过电压确定750kV输电线路中高抗中性点绝缘的实际短时工频耐受电压的具体操作过程为:
将1.08-1.15倍的非全相工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的拍频过电压作为750kV输电线路中高抗中性点绝缘的第一短时工频耐受电压;将0.5倍的单相接地故障工况下750kV输电线路中高抗中性点产生的瞬时过电压作为单相接地故障工况下750kV输电线路中高抗中性点的工频过电压,将1.15倍的单相接地故障工况下750kV输电线路中高抗中性点的工频过电压记作750kV输电线路中高抗中性点绝缘的第二短时工频耐受电压;再将750kV输电线路中高抗中性点绝缘的第一短时工频耐受电压与第二短时工频耐受电压较大的一个作为750kV输电线路中高抗中性点绝缘的实际短时工频耐受电压。
2.根据权利要求1所述的750kV线路高抗中性点避雷器及绝缘水平参数的确定方法,其特征在于,750kV输电线路中高抗中性点绝缘的雷电冲击耐受电压大于等于1.25倍的避雷器MOA的雷电冲击残压。
3.根据权利要求1所述的750kV线路高抗中性点避雷器及绝缘水平参数的确定方法,其特征在于,750kV输电线路中高抗中性点小电抗的绝缘水平与高抗中性点的绝缘水平相同。
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