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特高压知识问答(2)

北极星智能电网在线  来源:北极星智能电网在线    2012/4/23 15:14:57  我要投稿  

问:直流输电线路的绝缘子片数是如何确定的?

答:由于直流线路的静电吸附作用,直流线路的污秽水平要比同样条件下的交流线路的高,所需的绝缘子片数也比交流的多,其绝缘水平主要决定于绝缘子串的污秽放电特性。因此,目前在选择绝缘子片数时主要有两种方法:1.按照绝缘子人工污秽试验采用绝缘子污耐受法,测量不同盐密下绝缘子的污闪电压,从而确定绝缘子的片数。2. 按照运行经验采用爬电比距法,一般地区直流线路的爬电比距为交流线路的两倍。两种方法中,前者直观,但需要大量的试验和检测数据,且试验检测的结果分散性大。后者简便易行,但精确性较差。实际运用中,通常将两者结合进行。

问:如何进行特高压直流输电线路导线型式的选择?

答:在特高压直流输电工程中,线路导线型式的选择除了要满足远距离安全传输电能外,还必须满足环境保护的要求。其中,线路电磁环境限值的要求成为导线选择的最主要因素。同时,从经济上讲,线路导线型式的选择还直接关系到工程建设投资及运行成本。因此特高压直流导线截面和分裂型式的研究,除了要满足经济电流密度和长期允许载流量的要求外,还要在综合考虑电磁环境限值以及建设投资、运行损耗的情况下,通过对不同结构方式、不同海拔高度下导线表面场强和起晕电压的计算研究,以及对电场强度、离子流密度、可听噪声和无线电干扰进行分析,从而确定最终的导线分裂型式和子导线截面。对于±800千伏特高压直流工程,为了满足环境影响限值要求,尤其是可听噪声的要求,应采用6×720平方毫米及以上的导线结构。

问:如何确定特高压直流输电线路的走廊宽度和线路邻近民房时的房屋拆迁范围?

答:特高压直流输电线路的走廊宽度主要依据两个因素确定:1. 导线最大风偏时保证电气间隙的要求;2.满足电磁环境指标(包括电场强度、离子流密度、无线电干扰和可听噪声)限值的要求。根据线路架设的特点,在档距中央影响最为严重。研究表明,对于特高压直流工程,线路邻近民房时,通过采取拆迁措施,保证工程建成后的电气间隙和环境影响满足国家规定的要求。通常工程建设初期进行可行性研究时就要计算电场强度、离子流密度、无线电干扰和可听噪声的指标,只有这些指标满足国家相关规定时,工程才具备核准条件。

2.交流特高压电网的过电压保护和绝缘配合

问:交流特高压电网电气设备的绝缘有什么特点,其影响因素是什么?

答:现代电网应具有安全不间断的基本功能。实践表明,在全部停电事故中,输电线路和变电站电气设备的绝缘闪络或击穿是最主要的原因。因此,为了保证电网具有一个可接受的可靠性指标,科学合理地选择电气装置的绝缘水平至关重要。

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、暂时过电压、操作过电压、雷电过电压和陡波过电压。电气装置的绝缘强度一般以在上述各种电压的作用下的放电电压来表征。

交流特高压设备绝缘的主要特点:一是运行电压高。为了降低设备尺寸和造价,通过采用大容量高性能的避雷器等措施,降低过电压水平和设备试验绝缘水平,运行电压与试验水平的比值同超高压相比有显著增加。二是设备的重要性提高。特高压线路输送容量可达500千瓦,单组变压器容量为300千瓦,要求设备具有更高的可靠性。三是设备尺寸比较大。由于设备尺寸增大,杂散分布电容和局部发热等因素对绝缘的长期稳定运行形成威胁。

特高压输电线路的绝缘可以分为两类:一类是导线与杆塔或大地之间的空气间隙,另一类则是绝缘子。由于电压等级的提高,特高压输电工程对绝缘子提出了更高的要求,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。

问:什么是内部过电压?交流特高压电网的内部过电压与超高压电网相比,有哪些相同点和不同点?

答:内部过电压是由于电力系统故障,或开关操作而引起的电网中能量的转化,从而造成瞬时或持续高于电网额定允许电压,并对电气装置可能造成威胁的电压升高。内部过电压分为操作过电压和暂时过电压两大类,其中在故障或操作时瞬间发生的称为操作过电压,其持续时间一般在几十毫秒之内;在暂态过渡过程结束以后出现的,持续时间大于0.1秒甚至数小时的持续性过电压称为暂时过电压。暂时过电压又可以分为工频过电压和谐振过电压。

另外,在GIS变电站中,由于隔离刀闸操作,会产生波头很陡、频率很高的操作过电压,其频率达数百千周至几十兆周,称之为快速暂态过电压(VFTO)。VFTO可能威胁到GIS及其相邻设备的安全,特别是变压器匝间绝缘的安全,也可能引发变压器内部的高频振荡。

特高压电网的过电压问题与超高压电网相比有相似之处,但由于特高压系统线路输送容量大、距离可能更长,而自身的无功功率很大,每100公里的1000千伏线路无功功率可达530兆乏左右,使得在甩负荷时可能导致严重的暂时过电压;在正常运行负荷变化时将给无功调节、电压控制以及故障时单相重合闸潜供电流熄灭等造成一系列困难。同时高电压长空气绝缘的饱和、高海拔和电气设备制造等方面的因素,给过电压限制提出更高的要求。

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