輸電線路分閘操作過(guò)電壓研究

PAGEPAGEII輸電線路分閘操作過(guò)電壓研究摘要：現(xiàn)在電網(wǎng)電壓的水平原來(lái)越高了，因此對(duì)傳輸線過(guò)電壓容許值的要求也比以前更加的嚴(yán)格。由線路故障，空載線路開(kāi)關(guān)，隔離開(kāi)關(guān)操作空載母線，空載變壓器的操作或系統(tǒng)中由相對(duì)或相間瞬態(tài)過(guò)電壓引起的電壓又被稱(chēng)作是操作過(guò)電壓。特高壓輸電技術(shù)的一個(gè)重要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)參數(shù)是絕緣水平，絕緣水平與過(guò)電壓倍數(shù)的聯(lián)系非常的密切。特高壓長(zhǎng)距離傳輸線的長(zhǎng)距離電容效應(yīng)可能會(huì)造成比較高的工頻過(guò)電壓，這種情況下繼續(xù)操作輸電線路開(kāi)關(guān)的話就會(huì)引起高頻過(guò)電壓，并且其連接的設(shè)備具有更高的過(guò)電壓，怎么樣讓操作的特高壓輸電線路電壓倍數(shù)保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，對(duì)于我們來(lái)說(shuō)是迫切需要解決的問(wèn)題。在國(guó)內(nèi)外超高壓系統(tǒng)中使用避雷器和閉合電阻來(lái)限制過(guò)電壓，但是得到的結(jié)果并不是很理想。關(guān)鍵詞：330KV；輸電線路；操作過(guò)電壓；抑制措施

目錄引言 11操作過(guò)電壓分析 11.1間隙電弧接地過(guò)電壓 21.2切除電感性負(fù)載過(guò)電壓 31.2.1切除空載變壓器(簡(jiǎn)稱(chēng)切空變)過(guò)電壓 31.2.2開(kāi)斷電動(dòng)機(jī)過(guò)電壓 31.3切除電容性負(fù)載過(guò)電壓 41.3.1切除空載線路(簡(jiǎn)稱(chēng)切空線)過(guò)電壓 41.3.2開(kāi)斷電容器組過(guò)電壓 51.4解列過(guò)電壓 52.330kV輸電線路操作過(guò)電壓的抑制 62.1斷路器附加單級(jí)合閘電阻 62.1.1斷路器附加單級(jí)合閘電阻的模型 62.1.2斷路器合閘電阻值及接入時(shí)間選取 72.2安裝金屬氧化物避雷器（MOA） 82.2.1金屬氧化物避雷器的結(jié)構(gòu)特性 82.2.2金屬氧化物避雷器的優(yōu)點(diǎn) 9結(jié)論 10致謝 10參考文獻(xiàn) 10PAGE2引言對(duì)于330kV及以上的電壓電平來(lái)說(shuō)，工作過(guò)電壓是確定絕緣水平和設(shè)備選擇很重要的一個(gè)原因。為了限制工作過(guò)程中過(guò)電壓的增加，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)進(jìn)行了很多的調(diào)查和分析，提出采用金屬氧化物避雷器（MOA），閉合電阻等工作來(lái)對(duì)其進(jìn)行限制。安裝閉合電阻會(huì)使斷路器的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，降低斷路器的可靠性和成本，同時(shí)國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)表明，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，斷路器合閘電阻運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)故障概率大。所以說(shuō)，規(guī)定了：330kV線路空載關(guān)閉的過(guò)電壓不應(yīng)該要比2.2P.U.小，如果線路小于200km的時(shí)候，只能用MOA限制閉合過(guò)電壓。另一方面，當(dāng)線路長(zhǎng)度超過(guò)200km時(shí)，我們到底應(yīng)該怎么辦還沒(méi)有明確的解決方案，我們把330kV實(shí)際線路看成是一個(gè)例子，使用EMTP研究在不同的線路長(zhǎng)度，不同的工作模式，不同的測(cè)量過(guò)電壓抑制的電壓操作，希望可以得到一個(gè)很好的結(jié)果。1操作過(guò)電壓分析電力系統(tǒng)是穩(wěn)定的系統(tǒng)，如果系統(tǒng)中有的任何干擾（例如電氣部件的操作，各種故障的發(fā)生等）都會(huì)造成系統(tǒng)的一部分或甚至整個(gè)系統(tǒng)的電量變化。由于操作模式調(diào)整，設(shè)備維修等原因，電源系統(tǒng)往往會(huì)將設(shè)備進(jìn)入或不進(jìn)行操作;或由于輸電線路故障，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作故障消除，自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作，線路進(jìn)行再投資。當(dāng)系統(tǒng)中的斷路器由于上述任何原因而操作時(shí)，電力系統(tǒng)將從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)。進(jìn)行轉(zhuǎn)換的時(shí)候，產(chǎn)生高于電源電位的過(guò)電壓，因?yàn)殡娫蠢^續(xù)供應(yīng)能量，并且存儲(chǔ)在電感器中的磁能或電容器中的靜電場(chǎng)能量被釋放或轉(zhuǎn)換。它們?cè)趲缀撩氲綆资撩雰?nèi)瞬間過(guò)電壓消失，這種瞬態(tài)過(guò)電壓從工頻電壓和系統(tǒng)的振蕩頻率疊加到電壓上，過(guò)電壓被稱(chēng)為過(guò)電壓電壓操作。操作過(guò)電壓是電力系統(tǒng)內(nèi)由系統(tǒng)中的斷路器操作和由各種故障導(dǎo)致的瞬變引起的另一種類(lèi)型的過(guò)電壓。與瞬態(tài)過(guò)電壓相比，工作過(guò)電壓通常具有高幅度，高頻振蕩，強(qiáng)阻尼和比較短的持續(xù)時(shí)間。工作過(guò)電壓有下面這幾種：（1）間隙電弧接地過(guò)電壓;（2）去除容性負(fù)載過(guò)電壓;（3）去除電感性負(fù)載過(guò)電壓;（4）解列過(guò)電壓;為了提高傳輸容量和降低電壓損耗，特高壓輸電線路參數(shù)的分布電阻和電感與EHV傳輸線路的參數(shù)相比相對(duì)較小，分布電容相對(duì)較大，超高壓傳輸線一般較長(zhǎng)。EHV輸電線路上單相重合閘的過(guò)電壓通常低于空載線路，我國(guó)的過(guò)電壓系統(tǒng)一般不采用三相重合閘，過(guò)電壓絕緣過(guò)壓的運(yùn)行時(shí)間比較長(zhǎng)，并且具有高振幅，高頻振蕩，阻尼大，持續(xù)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，是最嚴(yán)重的高壓電網(wǎng)過(guò)電壓，在最不利的情況下，過(guò)電壓倍數(shù)會(huì)得到很大程度的提高。1.1間隙電弧接地過(guò)電壓?jiǎn)蜗嘟拥厥侵饕收闲问降倪\(yùn)行電網(wǎng)，在中性點(diǎn)不電網(wǎng)中，單相接地不改變?nèi)嗬@組電壓互感器的對(duì)稱(chēng)性，而接地電流一般不大，不立即切斷線路，電源，操作人員可通過(guò)設(shè)備接地的要求盡量找到故障位置，盡快的做出相應(yīng)的反應(yīng)，大大提高了供電的可靠性。然而，單相接地操作將導(dǎo)致非故障相電壓升高。通過(guò)接地點(diǎn)的電流Ijd是非故障對(duì)地電容電流的總和。令A(yù)接地，取電源電位e（t）的幅度為Em，相電壓同相：當(dāng)接地電流通過(guò)零時(shí)，電弧必須暫時(shí)熄滅，當(dāng)恢復(fù)電壓超過(guò)其恢復(fù)強(qiáng)度時(shí)將再次發(fā)生在接地故障。隨著每次再擊穿，將引起電磁能量在強(qiáng)振蕩的電源，非故障相，系統(tǒng)中性點(diǎn)甚至故障相變過(guò)程過(guò)電壓。如果A相電壓以-Em的幅度地對(duì)地，則A相電流剛好過(guò)零，并且非故障對(duì)地電容上的電壓從初始電壓0.5Em轉(zhuǎn)換到新的穩(wěn)態(tài)瞬時(shí)值1.5Em。根據(jù)LC串聯(lián)振蕩電路的數(shù)學(xué)解，在轉(zhuǎn)換期間可出現(xiàn)在非故障相中的最大電位電壓可近似為：其中：UW是新的穩(wěn)態(tài)電壓，U0是初始電壓。所以說(shuō)，在這種情況下從正常操作到A相對(duì)于閃絡(luò)轉(zhuǎn)換過(guò)程，非故障相呈現(xiàn)最高電壓：A相電壓逐漸恢復(fù)，然后在半個(gè)功率周期后，A相恢復(fù)電壓可高達(dá)-2風(fēng)，這將導(dǎo)致電弧重新點(diǎn)火，導(dǎo)致非故障相電壓從初始值0.5風(fēng)線電壓瞬時(shí)值為1.5E，過(guò)渡過(guò)程中最大過(guò)電壓：根據(jù)上面提到的內(nèi)容，在不接地電網(wǎng)的中性點(diǎn)出現(xiàn)單相電弧接地故障，過(guò)渡過(guò)程產(chǎn)生的最大電壓是1.5Em。1.2切除電感性負(fù)載過(guò)電壓在電力系統(tǒng)里面往往由于感性負(fù)載運(yùn)行中斷，進(jìn)行正常工作的時(shí)候，空載變壓器可以相當(dāng)于一個(gè)磁化電感，所以取出空載變壓器相當(dāng)于去除了一個(gè)小容量感性負(fù)載。類(lèi)似地，去除消弧線圈，并聯(lián)電抗器，大電機(jī)也去除電感負(fù)載，在這些操作中可能發(fā)生較高幅度的過(guò)電壓，對(duì)工作的進(jìn)度產(chǎn)生一定的影響。1.2.1切除空載變壓器(簡(jiǎn)稱(chēng)切空變)過(guò)電壓切斷空載變壓器也是電網(wǎng)里面經(jīng)常會(huì)見(jiàn)到的一種操作的方法，在開(kāi)路負(fù)載變壓器運(yùn)行前，電路由工頻電壓提供壓力，通過(guò)c（變壓器等效電容和無(wú)負(fù)載變壓器側(cè)的線路和所有電氣設(shè)備的接地并聯(lián)電容的值）遠(yuǎn)小于流經(jīng)z的電流（空載變壓器勵(lì)磁電感），因此c的存在可以忽略不計(jì)。通過(guò)斷路器的電流是電感器電流i，一般來(lái)說(shuō)對(duì)于變壓器額定電流為0.5-4，有效值大概有幾安?？蛰d變壓器的拆卸由斷路器來(lái)實(shí)現(xiàn)其操作，斷電過(guò)程與斷路器斷路器的能力有明顯的關(guān)系。當(dāng)使用具有滅火能力和電流大小的斷路器時(shí)，由于當(dāng)小電流被切斷時(shí)熄弧能力并不是很強(qiáng)，所以在電流通過(guò)零之前不會(huì)發(fā)生熄弧現(xiàn)象。在使用熄弧能力和高壓斷路器的電流大小時(shí)，因?yàn)閿嗦菲鞯娜萘勘磺袛嗔舜箅娏髟O(shè)計(jì)，當(dāng)使用該斷路器切斷較小的勵(lì)磁電流時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)勵(lì)磁電流在到達(dá)零點(diǎn)之前（或者，如果磁化電流小，甚至在電流接近最大時(shí)突然截?cái)啵?，發(fā)生強(qiáng)制滅火，這是斷路器的閉合。在去除空載變壓器的時(shí)候，主繞組由主振蕩產(chǎn)生的主電流通過(guò)鐵芯連接，因此變壓器的另一端電容也參與振蕩電路的變換，應(yīng)該支付注意變壓比降低電容到同一側(cè)。如果變壓器連接到較長(zhǎng)的連接電纜，特別是電纜，地的電容值增加的復(fù)讀很明顯，大大降低了截止電壓。作為電磁接觸的結(jié)果，跨接變壓器繞組的電壓以獲得相同倍數(shù)的過(guò)電壓值?？紤]到高壓繞組的絕緣裕度，低邊較小，因此在變壓器中，低壓側(cè)的斷路，同樣會(huì)威脅到高壓繞組的絕緣。1.2.2開(kāi)斷電動(dòng)機(jī)過(guò)電壓高壓感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是一種感性的負(fù)載，在斷路的過(guò)程里面，斷路器也應(yīng)該切斷感性電流，將類(lèi)似于切換已經(jīng)產(chǎn)生過(guò)的電壓。但是電機(jī)的參數(shù)與滑差率的變化，斷開(kāi)開(kāi)路負(fù)載電機(jī)和制動(dòng)器的制動(dòng)狀態(tài)不同，電機(jī)的過(guò)電壓不一樣。打破高壓電機(jī)的過(guò)電壓除了電機(jī)的容量，工作條件和電網(wǎng)參數(shù)外，還要與使用斷路器類(lèi)型。對(duì)于小型油路斷路器，主要是由于閉合引起的過(guò)電壓關(guān)閉，帶有真空斷路器，除了截止過(guò)電壓外，還產(chǎn)生三相開(kāi)關(guān)過(guò)電壓和高頻過(guò)電壓。如果電機(jī)啟動(dòng)，啟動(dòng)電流非常大，導(dǎo)致繼電器保護(hù)動(dòng)作，斷路器切斷電機(jī)，轉(zhuǎn)子繞組速度接近零，電磁暫態(tài)過(guò)程和短路變壓器相似。轉(zhuǎn)子繞組等效于變壓器次級(jí)繞組的短路。定子繞組的起動(dòng)電流通常為額定電流的5-6倍。斷路器的截止值的數(shù)值非常大。轉(zhuǎn)子繞組電流遠(yuǎn)大于空載。電機(jī)過(guò)電壓將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于負(fù)載切斷電機(jī)。緊接著，相同的時(shí)候斷開(kāi)過(guò)電壓實(shí)際項(xiàng)目一般通過(guò)三相電源電纜和電源連接，并在電纜芯線之間的相間電容。當(dāng)?shù)谝淮伍_(kāi)路閉合或重新點(diǎn)火過(guò)電壓時(shí)，瞬態(tài)高頻電流通過(guò)電磁耦合在另外兩個(gè)同時(shí)感應(yīng)出高頻電流。這些高頻電流疊加在原始工頻電流上，因此，兩相電流是零交叉的。對(duì)于頻率，高頻過(guò)程非常快，可以認(rèn)為三相閉合是同一時(shí)間，所以稱(chēng)為三相同時(shí)過(guò)電壓。如果電機(jī)容量較大或處于制動(dòng)狀態(tài)，工頻電流的斷開(kāi)相應(yīng)增加，使疊加的高頻電流不足為零，那么其他兩相不會(huì)同時(shí)閉合。所以這種過(guò)電壓只有在關(guān)斷小容量空載電動(dòng)機(jī)時(shí)才會(huì)發(fā)生。過(guò)電壓運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)我們可以發(fā)現(xiàn)，斷開(kāi)電機(jī)的制動(dòng)狀態(tài)，電流非常大，很難發(fā)生閉合。如果開(kāi)關(guān)電弧頻率在零弧后，接觸距離非常小，介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度不高，可能無(wú)法承受恢復(fù)電壓電弧再起弧的作用。這種再點(diǎn)火電壓不僅是高振幅，而且主絕緣和相電機(jī)絕緣的陡度是一個(gè)很大的威脅。假設(shè)在再點(diǎn)火振蕩時(shí)在高頻電流的第一過(guò)零點(diǎn)處電弧熄滅，這是過(guò)電壓發(fā)展的嚴(yán)重情況。事實(shí)上，在高頻過(guò)燒過(guò)電壓的開(kāi)發(fā)中，在高頻電流的第一過(guò)零點(diǎn)的時(shí)候并沒(méi)有總是發(fā)生電弧熄滅，并且這種現(xiàn)象通過(guò)幾個(gè)穿過(guò)零點(diǎn)的高頻電流產(chǎn)生。然而，再點(diǎn)火過(guò)電壓的幅度和陡度并沒(méi)有和前面提到的問(wèn)題一樣嚴(yán)重，帶來(lái)的后果還是比較輕的。1.3切除電容性負(fù)載過(guò)電壓斷開(kāi)開(kāi)路或電容器組，由于斷路器觸點(diǎn)重新燃燒，使線路或電容器從電源獲得能量并積累，這樣的話就變成了過(guò)電壓。1.3.1切除空載線路(簡(jiǎn)稱(chēng)切空線)過(guò)電壓切斷線在系統(tǒng)里面是非常普遍的一種操作，這個(gè)時(shí)候如果斷路器重新點(diǎn)火將產(chǎn)生過(guò)電壓。中國(guó)在35-220kV電網(wǎng)里面，一直由于空載線路的去除而造成多次故障引起的過(guò)電壓。通過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間的操作經(jīng)驗(yàn)表明：如果使用斷路器的電弧容量不夠強(qiáng)，使得觸點(diǎn)之間的電弧重新點(diǎn)火，去除空載線路的過(guò)電壓會(huì)發(fā)生更多的安全隱患，所以，產(chǎn)生這種電壓的根本原因是電弧的重新燃燒。切線過(guò)電壓不僅振幅高，線路側(cè)過(guò)電壓持續(xù)時(shí)間可達(dá)0.5-1個(gè)頻率周期甚至還會(huì)更高?？蛰d線路可以是電感器和電容器串聯(lián)的近似等效。由于電弧的重新點(diǎn)火和熄滅由于過(guò)電壓的進(jìn)行并不具有太大的規(guī)律，所以過(guò)電壓可能由分析時(shí)的過(guò)電壓引起。因此在實(shí)際操作的過(guò)程中我們需要確定電弧的熄滅和再點(diǎn)燃時(shí)間。第一點(diǎn)，斷路器觸點(diǎn)重新點(diǎn)火具有顯著的隨機(jī)性，實(shí)際操作的過(guò)程中不必每次都重新燃燒，即使重新點(diǎn)火不一定達(dá)到最大電源線電壓并且發(fā)生反向極性。如果提前發(fā)生再起弧，則振蕩幅度和相應(yīng)的過(guò)電壓減小;當(dāng)再起燃發(fā)生在電弧中斷后的工頻頻率周期的四分之一內(nèi)（這種情況稱(chēng)為重新點(diǎn)火）時(shí)，再點(diǎn)火不發(fā)生電壓。恰恰是因?yàn)檫@種現(xiàn)象，在電弧斷開(kāi)之后，油斷路器觸頭的觸頭之間的電介質(zhì)的介電強(qiáng)度可能非常慢，并且可能發(fā)生幾次重燃，但不一定是嚴(yán)重的過(guò)電壓。第二點(diǎn)，電弧具有明顯的隨機(jī)性，在再燃燒后不一定是高頻電流過(guò)零弧中的第一次，顯然，如果第二零個(gè)或更多時(shí)間內(nèi)的高頻電流被切斷，線路上殘余電壓大大降低，使斷路器觸點(diǎn)之間的恢復(fù)電壓和重新點(diǎn)火電壓大大降低。同樣，當(dāng)總線上存在其它條件時(shí)，其可以在再充電時(shí)降低空載線路的初始電壓，并且可以吸收部分振蕩能量。此外，有源負(fù)載的出現(xiàn)，增強(qiáng)的阻尼效應(yīng)，也可以減少重新點(diǎn)火過(guò)電壓。中性點(diǎn)接地方法對(duì)切線的過(guò)電壓有很大的影響。在中性點(diǎn)直接接地，三相基本上形成自己的獨(dú)立回路，因此斷路過(guò)程分析可以用單相電路近似。然而，當(dāng)中性點(diǎn)不接地或消弧線圈接地時(shí)，由于三相斷路器動(dòng)作的差異和熄弧時(shí)間的差異而形成瞬態(tài)不對(duì)稱(chēng)電路。中性點(diǎn)具有位移電壓，相互影響，在不利條件下，使得過(guò)電壓浪涌顯著增加。一般來(lái)說(shuō)，比中性點(diǎn)直接對(duì)地過(guò)電壓網(wǎng)格增加約20％。更嚴(yán)重的是線路單相接地，聲相電壓上升到線電壓，子?xùn)艠O電壓將接近線路直接到地線時(shí)間。1.3.2開(kāi)斷電容器組過(guò)電壓在電源的中性點(diǎn)未接地的系統(tǒng)里面，斷開(kāi)電容器組的過(guò)電壓有兩種類(lèi)型，這里不做詳細(xì)的說(shuō)明。1.4解列過(guò)電壓在多源電源系統(tǒng)里面，異步或?qū)ΨQ(chēng)短路會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)反序列化，從而在單端電源的空載線路上產(chǎn)生反序列化過(guò)電壓。系統(tǒng)處于異步操作狀態(tài)，電源線兩端的電勢(shì)差可以為0-180°之間的任意值，如果環(huán)境不是很理想，兩端接近反向電勢(shì)（即接近180°）在這一點(diǎn)上，過(guò)電壓是最嚴(yán)重的。如果系統(tǒng)不同步，則斷路器K的線路側(cè)電壓為-Uk，因?yàn)閮啥说碾娫吹碾娢唤咏喾础．?dāng)K跳閘并且系統(tǒng)解除對(duì)準(zhǔn)時(shí)，由于存在具有長(zhǎng)線的功率e（t），線路端部處的電壓增加。穩(wěn)態(tài)值為+Uw。所以K斷開(kāi)，斷路器兩側(cè)的電壓振蕩，線路側(cè)從-U，轉(zhuǎn)變到+Uw，轉(zhuǎn)換期間的最大電壓是:分析這個(gè)式子的時(shí)候，斷路器K的觸頭間恢復(fù)電壓最大值為:從上述可以看出，影響過(guò)電壓解的主要因素是兩端電位差之間的差值8，考慮到不同的斷路器和補(bǔ)償所造成的一些干擾因素，導(dǎo)致最大解過(guò)電壓的功角差8<1800。第二點(diǎn)，線路長(zhǎng)度，工作條件，以及溶液仍然空置后與長(zhǎng)線電源容量也有很大關(guān)系。對(duì)于某一網(wǎng)絡(luò)而言，其中擊穿的能力也會(huì)影響過(guò)電壓的大小，影響故障位置前后的沖擊斷線U和U的值，如斷點(diǎn)零電位，電壓和不高，同時(shí)切斷短路等都會(huì)收到一定的干擾。產(chǎn)生最大序列化過(guò)電壓的概率非常的小，因?yàn)椴蝗菀淄瑫r(shí)滿(mǎn)足幾個(gè)缺點(diǎn)。除了這些，可以使用自動(dòng)化設(shè)備，使得在該范圍的兩端處的電位擺動(dòng)的振蕩的異步操作不超過(guò)一定的斷開(kāi)范圍，這可以限制過(guò)電壓的擊穿。2.330kV輸電線路操作過(guò)電壓的抑制2.1斷路器附加單級(jí)合閘電阻電力線傳輸線開(kāi)關(guān)的操作，如果不是有適當(dāng)?shù)刈枘?，不然將?dǎo)致傳輸線和連接到其的設(shè)備的高過(guò)電壓。很長(zhǎng)一段時(shí)間，超高壓系統(tǒng)配備有帶斷路器的閉合電阻器，作為控制系統(tǒng)閉合或重合閘操作的過(guò)電壓措施，即在開(kāi)關(guān)閉合或重合閘過(guò)程中，主觸頭閉合前，首先在負(fù)載電路中串聯(lián)一個(gè)短時(shí)閉合電阻，緩沖瞬態(tài)過(guò)電壓。2.1.1斷路器附加單級(jí)合閘電阻的模型斷路器合閘電阻圖如圖2.1所示。關(guān)閉時(shí)，輔助觸點(diǎn)K1首先閉合，然后過(guò)一段時(shí)間（稱(chēng)為閉合電阻的存取時(shí)間），主觸點(diǎn)K閉合。從而可以更好的限制開(kāi)關(guān)的過(guò)電壓。圖2.1斷路器附加合閘電阻示意圖2.1.2斷路器合閘電阻值及接入時(shí)間選取斷路器并聯(lián)電阻具有不同的電阻，限制了過(guò)電壓的影響帶來(lái)了不同的差距。例如，幾十千歐（高值）的閉合電阻可以限制截止電壓的變化;幾千歐的（中值）閉合電阻可以限制切割線和系統(tǒng)過(guò)壓擊穿;閉合電阻可以限制開(kāi)路過(guò)電壓?？紤]到截止電壓可以隨著一般的避雷器的保護(hù)而改變，可以使用截止過(guò)壓來(lái)提高斷路器的滅弧能力，避免同樣的問(wèn)題再一次的發(fā)生，因此迫切的需要我們想出一個(gè)辦法來(lái)解決上面提到的問(wèn)題。圖2.1里面進(jìn)行了一定的描述，閉合電路時(shí)，第一輔助斷路器輔助觸點(diǎn)K1，接通閉合電阻，然后閉合主斷路器K，短路接通電阻R，完成閉合線操作。因此，關(guān)閉過(guò)程可以分為兩個(gè)階段，過(guò)渡過(guò)程中每個(gè)階段的開(kāi)始值和穩(wěn)態(tài)值之間的差值減小，這樣的現(xiàn)象降低了振蕩分量的幅度。并且由于電阻的阻尼效應(yīng)，加速了振蕩過(guò)程的衰減，這樣就限制了過(guò)電壓的幅值。對(duì)機(jī)器的工作會(huì)帶來(lái)很大的影響。從限制過(guò)電壓的角度來(lái)看，兩級(jí)所需的電阻值并不一樣。第一級(jí)閉路斷路器輔助觸點(diǎn)K1，電阻R值越大，過(guò)電壓越小;電阻R為零，相當(dāng)于沒(méi)有并聯(lián)閉合電阻的線路，最大過(guò)電壓。第二相主觸頭斷路器K，相反，電阻值R越大，過(guò)電壓也越大，當(dāng)電阻R變得越來(lái)越大沒(méi)有限制的時(shí)候，相當(dāng)于沒(méi)有并聯(lián)閉合電阻，達(dá)到了最大的過(guò)電壓，因此兩個(gè)閉合相的過(guò)電壓和閉合電阻之間的關(guān)系是一個(gè)V形曲線，最低過(guò)電壓出現(xiàn)在兩條線交點(diǎn)的位置上，這點(diǎn)需要我們關(guān)注。對(duì)于某種類(lèi)型的斷路器，最大閉合過(guò)電壓將隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，功率容量，線路長(zhǎng)度，相應(yīng)的閉合過(guò)電壓V形曲線的變化而發(fā)生一定的改變，如果在各種具體情況下，所需并聯(lián)電阻值對(duì)應(yīng)的最低電阻的過(guò)電壓值，這一點(diǎn)是不現(xiàn)實(shí)的。一般對(duì)于某一電壓電平來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)綜合比較技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究，限制過(guò)電壓的水平，但為了盡量減少通過(guò)電阻的電流，保證熱穩(wěn)定性，關(guān)閉電阻值的選擇更好，較大的柵極電阻，輔助觸點(diǎn)的電弧要求也可以降低。所以說(shuō)，閉合電阻器的實(shí)際選擇由第二閉合階段決定。為了確定用于特高壓斷路器的合適的閉合電阻值，對(duì)于特定系統(tǒng)模式的不同閉合電阻器值的值在圖2.2中有了一定的解釋說(shuō)明，表示了在國(guó)內(nèi)研究中斷路器合閘電阻的相對(duì)閉合狀態(tài)。從數(shù)據(jù)中我們可以發(fā)現(xiàn)不同系統(tǒng)和線路的長(zhǎng)度，不同閉合電阻器的閉合過(guò)電壓電平有所不同，但圖2.2并不代表所有UHV線路閉合電阻和過(guò)壓關(guān)系，特別是不能反映各種工作條件過(guò)電壓實(shí)際幅度。然而，從圖和其他計(jì)算表明，當(dāng)閉合電阻為300-400時(shí)，過(guò)壓之間相對(duì)較低。雖然電阻值低，所需能量比較大，綜合比較，考慮采用400的閉合電阻。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，并聯(lián)電阻的作用非常的巨大，為了充分發(fā)揮閉合電阻的作用，要求有足夠的閉合電阻器存取時(shí)間使斷路器主觸頭K閉合，轉(zhuǎn)換過(guò)程的前一階段基本結(jié)束，對(duì)第二階段就不會(huì)帶來(lái)什么不好的后果。我們國(guó)家的500kV斷路器并聯(lián)閉合電阻的存取時(shí)間大概在10-15ms，繼續(xù)增加閉合電阻的存取時(shí)間，以減少閉合統(tǒng)計(jì)的過(guò)壓，影響傳輸系統(tǒng)和運(yùn)行模式，有一些明顯的效果，有些方式不明顯，可是電阻的能量得到了很大程度上的提高，引起了人們的廣泛關(guān)注。圖2.2某種運(yùn)行方式下不同合閘電阻的合閘操作統(tǒng)計(jì)過(guò)電壓值2.2安裝金屬氧化物避雷器（MOA）很長(zhǎng)的一段時(shí)間，避雷器一直在限制電力系統(tǒng)的雷電過(guò)電壓方面得到了廣泛的使用，逐漸的閥式避雷器的改進(jìn)和金屬氧化物避雷器（MOA）得到了一定的發(fā)展被越來(lái)越多的人所接受，限制放電器的工作過(guò)電壓活動(dòng)也得到了更多人的關(guān)注。金屬氧化物避雷器是20世紀(jì)開(kāi)始的，發(fā)展在70年過(guò)電壓保護(hù)的新技術(shù)在中國(guó)發(fā)展的時(shí)間還并不是很長(zhǎng)，發(fā)展的還不是很完善。盡管它出現(xiàn)時(shí)間很短，可是它的優(yōu)點(diǎn)非常的多，可以有效地限制各種高壓輸電線路的瞬態(tài)過(guò)電壓現(xiàn)象的發(fā)生，使電氣設(shè)備從電器的保護(hù)危險(xiǎn)中解放出來(lái)，現(xiàn)在被越來(lái)越多的人所關(guān)注到。所以說(shuō)，近年來(lái)金屬氧化物避雷器發(fā)展?jié)摿薮?，隨著金屬氧化物避雷器水平的提高其限制工作電壓的能力也在上升，對(duì)于未來(lái)各種避雷器的發(fā)展有著決定性的作用。2.2.1金屬氧化物避雷器的結(jié)構(gòu)特性金屬氧化物避雷器是閥片的基本結(jié)構(gòu)，閥片的主要材料是氧化鋅（ZnO），和一部分的別的金屬氧化物添加劑混合制成高溫焙燒，具有良好的非線性壓敏電阻特性，它還有一個(gè)名字是壓力敏感避雷器。該燒結(jié)體的基本結(jié)構(gòu)是氧化鋅晶粒的高導(dǎo)電性，電阻率為1.在更高的電壓的環(huán)境下面，金屬氧化物加合物的晶界層中的價(jià)電子被拉出，或者電子由于碰撞電離而崩塌，導(dǎo)致載流子的數(shù)量得到很大程度的提升。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度為104-105V/cm的時(shí)候，電阻率降為1;當(dāng)施加的電壓下降的時(shí)候，由于載流子減小復(fù)合材料，電阻提升，所以說(shuō)非線性非常的號(hào)。并且其非線性伏安特性在正極性和負(fù)極性上是并沒(méi)有太的差異。金屬氧化物閥片在正常工作的環(huán)境下，通過(guò)的電阻電流并沒(méi)有很大，通常大概實(shí)在10-15uA的范圍里面，基本上我們可以把它看做是絕緣的。電壓對(duì)閥門(mén)的作用增加，電流也會(huì)增加。當(dāng)通過(guò)閥片的電阻電流為1mA時(shí)，作用在避雷器上的電壓被識(shí)別為起始工作電壓。由于氧化鋅閥片的非線性特性非常的好，通過(guò)10kA的沖擊電流的時(shí)候?qū)堄嚯妷哼M(jìn)行識(shí)別，比率一般不大于1.9，壓力和保護(hù)性能是正相關(guān)的關(guān)系。2.2.2金屬氧化物避雷器的優(yōu)點(diǎn)壓敏電阻新型避雷器是一種非常好的工作，壓敏電阻是氧化鋅等金屬氧化物燒結(jié)多晶半導(dǎo)體陶瓷元件，它的閥特性非常的好。壓敏電阻新型避雷器的線性系數(shù)小，保護(hù)特性好，能量吸收能力強(qiáng)，流量大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，對(duì)于研究來(lái)說(shuō)可以提供很多優(yōu)秀的經(jīng)驗(yàn)。非線性系數(shù)值小。金屬氧化物閥片通過(guò)1mA-10kA這個(gè)范圍的電流，a值一般在0.02到0.06的范圍里面。在額定電壓的作用下，通過(guò)的電流非常小，所以可以使無(wú)間隙避雷器。保護(hù)性能。它不需要清除動(dòng)作，一旦電壓升高，就可以快速吸收過(guò)電壓能量，避免過(guò)電壓的情況發(fā)生;陡度響應(yīng)特性非常的優(yōu)秀;無(wú)間隙的氧化物避雷器的性能非常的穩(wěn)定，和外界環(huán)境中溫度，濕度，污染等的變化沒(méi)有什么關(guān)系，不受其影響。金屬氧化物避雷器基本無(wú)流動(dòng)，動(dòng)作負(fù)載輕，可以進(jìn)行反復(fù)多次的操作。伏安特性是對(duì)稱(chēng)的，沒(méi)有極性問(wèn)題，操作性能非常良好。流量。避雷器對(duì)能量具有很強(qiáng)的吸收能力，沒(méi)有串聯(lián)間隙控制，只和閥片自己的強(qiáng)度有一定的而聯(lián)系。和碳化硅閥片作比較的話，要比氧化閥片流量每單位面積的流量大到4-4.5倍。所以說(shuō)，使用這種閥門(mén)進(jìn)入避雷器，不僅可以限制大氣過(guò)電壓，而且可以達(dá)到實(shí)現(xiàn)限制過(guò)電壓的操作，另一方面還能夠承受短時(shí)間（頻率）過(guò)電壓。在很多特殊的場(chǎng)合都可以被使用。金屬氧化物避雷器具有良好的抗污染性，并且不會(huì)由于污染或帶電而改變夾套的表面電位分布而影響避雷器的性能。另一方面，由于閥門(mén)從大氣環(huán)境的方面來(lái)看對(duì)于各種絕緣介質(zhì)都沒(méi)有什么排斥現(xiàn)象，所以應(yīng)用前途非常廣泛。結(jié)語(yǔ)能夠影響內(nèi)部過(guò)電壓的原因有很多種，所以對(duì)于內(nèi)部過(guò)電壓的研究進(jìn)行的很困難，因?yàn)樗姆N類(lèi)特別多，很難進(jìn)行具體的分析。特高壓系統(tǒng)除了超高壓系統(tǒng)以外和超高壓系統(tǒng)有些方面是一樣的，他們的傳輸容量越大距離越遠(yuǎn)，線路充電功率越大。我們想要讓特高壓電氣設(shè)備的絕緣水平得到一定程度上的降低，這就有必要降低工頻過(guò)電壓。因?yàn)檫^(guò)電壓與系統(tǒng)的額定電壓有著一定的關(guān)系，特高壓輸電系統(tǒng)中的工作過(guò)電壓?jiǎn)栴}變得更嚴(yán)重?；谖墨I(xiàn)綜述，這篇文章研究了電弧過(guò)電壓，容性負(fù)載過(guò)電壓，電感負(fù)載過(guò)電壓和過(guò)電壓的形成機(jī)理，以及把330kV輸電線路的過(guò)電壓當(dāng)成是一個(gè)例子。通過(guò)與UHV傳輸線的繼電保護(hù)和重合閘的配置以及相關(guān)自動(dòng)裝置的動(dòng)作協(xié)作來(lái)對(duì)過(guò)電壓進(jìn)行一定程度的限制，實(shí)施證明這種方法是可取的，有著一定的價(jià)值。致謝本文中實(shí)驗(yàn)方案的制定和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量記錄工作是在×××集團(tuán)有限公司×××、×××、×××等工作人員的大力支持下完成的，在此向他(她)們表示衷心的感謝。參考文獻(xiàn)[1]周浩，余宇紅.我國(guó)發(fā)展特高壓輸電中一些重要問(wèn)題的討論[J].電網(wǎng)技術(shù)，2005，29（12）：1-9.ZhouHao,YuYuhong.DiscussiononsomeimportantissuesinthedevelopmentofUHVpowertransmissioninChina[J].powersystemtechnology,2005,29(12):1-9.[2]谷定燮.對(duì)我國(guó)特高壓輸電系統(tǒng)過(guò)電壓和絕緣配合的建議[J].高電壓技術(shù)，1999，25（1）：29—32.YuDingXie.Overvoltageandinsulationcoordination[J].Highvoltaget