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1、变 压 器 标 准 解 析( 2 )张宜倜( 沈阳变压器研究所,辽宁 沈阳1 1 0 1 7 9)第4 5卷 第2期 2 0 0 8年2月T R A N S F O R ME RV o l . 4 5 F e b r u a r yN o . 2 2 0 0 82 . 6接地故障因数()三相系统中发生接地故障 ( 任一点的一相或两相接地故障) 时, 某一选定点( 一般指设备安装点) 完好相对地的最高工频电压方均根值与无故障时该点相对地电压方均根值之比称为接地故障因数 ( 文献 1 1 3 . 1 7) 。在此, 要说明一下为什么要列出本术语, 主要原因是单相接地故障事故率相当高,且它对选择输变
2、电设备的绝缘水平值的影响很大。 此外, 在上述定义中的“ 完好相” , 在有些文献中又称为“ 无故障相” 或“ 健全相” 。2 . 7中性点绝缘( 即中性点不接地) 系统除了经保护、 测量用的高阻抗接地外, 中性点不接地的系统称为中性点绝缘系统( 文献 1 1 3 . 1 3) 。在有些文献中,也将中性点经消弧线圈接地的电力系统谐振接地系统列入本定义的范围内, 见定义2 . 8。2 . 8中性点谐振( 共振) 接地系统中性点经电抗器接地的系统称为中性点谐振接地系统。其电感值可使单相接地时流过电抗器的工频感性电流基本补偿故障电流的容性分量 ( 文献 1 1 3 . 1 5) 。此处须说明一下:(
3、1) 为此目的而使用的电抗器, 就是人们常说的“ 消弧线圈” 。(2) 要注意定义中的“ 基本补偿” 中的“ 基本” 二字, 即不是1 0 0 %补偿, 否则, 过电压值将非常高。只能要求其电抗值适当,以使通过其上的感性电流值不会等于但却接近于故障电流的容性分量。在实用中,人们常采用一种过补偿 ( 即令其电感值略偏低些) 的方式。2 . 9中性点直接接地系统中性点直接接地的系统( 见I E C电工术语词典I E V 6 0 1 . 0 2 . 2 5或文献 8 3 . 1 2) 。但文献 1 1 3 . 1 4给出的定义略有不同, 为: “ 系统中全部或部分电力变压器中性点直接接地或经低阻抗接
4、地的系统” 。出于本文的目的和为了与后面即将列出的术语“ 中性点接地系统” 彼此对照及区分, 本文中关于本术语的定义是选用I E C给出的定义。2 . 1 0中性点接地系统中性点直接接地或经一个足够小的电阻或电抗接地的系统称为中性点接地系统。此电阻或电抗值应小到能抑制暂态振荡,且又能给出足够的电流供选择接地故障保护用 ( 文献 1 3 2 . 1 . 2 4或文献 1 4 3 . 2 3) 。本术语之所以要列出来,目的是要引出下面即将列出的中性点有效接地系统和中性点非有效接地系统两个术语,以便示出它们与术语 接地故障因数 ( 见2 . 6) 之间的量的关系。2 . 1 1中性点有效接地系统系统
5、中任一点的接地故障因数不超过1 . 4即为中性点有效接地系统。当整个系统中的零序电抗x0 与正序电抗x1之比小于3, 且零序阻抗R0与正序电 抗x1之比小于1时, 则该条件一般地能得到( 文献 1 3 2 . 1 . 2 4 a) 。2 . 1 2中性点非有效接地系统系统中任一点的接地故障因数超过1 . 4即为中性点非有效接地系统。 当x0/ x13和R0/ x11时, 则 该条件一般地能得到( 文献 1 3 2 . 1 . 2 4 b) 。对2 . 1 1和2 . 1 2两个术语的说明:(1)2 . 1 1和2 . 1 2两个术语的定义已粗略地表示出系统中性点的“ 接地程度” 与接地故障因数
6、之间的量的关系。(2) 当系统中所有变压器的中性点都直接接地( 包括经电流互感器一类电抗值很小的元器件接地在内) 时, 则属于术语2 . 9的情况并符合术语2 . 1 1条件, 称为有效接地系统。(3) 当系统中所有变压器的中性点均不接地时,则属于术语2 . 7的情况并符合术语2 . 1 2条件,称为非有效接地系统。(4) 中性点谐振接地系统符合术语2 . 1 2条件,张宜倜: 变压器标准解析(2)第2期又可称为非有效接地系统。(5) 若系统中仅是一部分变压器的中性点直接接地,则视中性点接地的变压器总台数所具有的总容量与系统中的总容量之比值大小,或称该系统为有效接地系统( 当比值约在0 . 5
7、或以上时) ; 或称该系统为非有效接地系统 ( 当比值约在0 . 3或更小时) 。3高压输变电设备绝缘水平的确定在谈及输变电设备绝缘水平是如何确定之前,首先介绍“ 绝缘配合” 一词。按文献 7,8,1 1 , 将其含意表述如下:按输变电设备( 以下简称为电气设备或设备) 拟安装所在的电力系统,考虑所采用的过电压保护措施后,决定设备上可能出现作用的电压和作用的过电压,并根据设备的绝缘特性及可能影响绝缘特性的因素,从安全运行和技术经济合理性两方面确定设备绝缘水平的过程。在上述说明中开头处的 “ 按输变电设备拟安装所在的电力系统” 诸字, 文献 7,8,1 1 中均缺, 但在有关说明中, 特别是一些
8、专门著作中, 均明确地提及这些文字。因此, 笔者为了便于说明, 仍将这些文字列入在内。由上述可知, “ 绝缘配合” 也可看成是一条术语,但更可以说是 “ 确定电气设备绝缘水平的工作程序与准则” 。正因为有后一特点, 本文中未将“ 绝缘配合” 列入第二部分 一些主要的名词术语 内。众所周知,现在不仅有标准名称称为绝缘配合的技术标准( 例如文献 7 1 0 诸标准) , 而且在I E C和我国, 还各自设立了绝缘配合技术委员会, 专门从事绝缘配合领域中的技术标准制修订工作。那么,应该用什么样的技术方法来从事绝缘配合工作( 确定过电压值和绝缘水平值) 呢? 按文献 7,8 , 绝缘配合所用的方法有确
9、定性法( 又称惯用法,因为它至今仍在使用并认为可靠。 此外, 内绝缘也只能采用此法) 、 统计法和简化统计法三种。后两种方法中, 尤其是统计法, 均需要繁杂的数理统计理论,且这两种方法仅适用于电气设备的外绝缘,至今尚未正式普遍使用;笔者的目的只是通过对绝缘配合的原则性介绍,使读者对它有个较完整的系统性了解,并不是向读者提供掌握从事绝缘配合工作的技术资料, 故以下将只提及绝缘配合的惯用法。按绝缘配合的工作顺序,先介绍各类过电压产生的原因及其限值规定,然后介绍绝缘水平值的确定。第三部分各节所述的过电压和耐受电压值, 均是指线端( 或相) 对地的电压值。关于相间过电压的问题,将在后面关于变压器相间绝
10、缘耐压值的专题( 见4 . 2) 中进行介绍。3 . 1电力变压器在运行期间遭受到的作用电压电力变压器在长期运行中所遭受到的各种作用电压和过电压、 按其幅值大小、 波形特征和( 或) 持续时间长短, 有如下五种:(1) 持续工频( 交流) 电压, 其值不超过Um, 持续 时间等于预计的运行寿命期。(2) 暂时过电压, 又称工频电压上升。(3) 缓波前过电压。从绝缘配合要求看, 主要是考虑操作过程引起的过电压,故又称为操作过电压或内部过电压。(4) 快波前过电压。从绝缘配合要求看, 主要是考虑雷电引起的过电压,故又称为雷电过电压或外部过电压。(5) 陡波前过电压。从现行的新版绝缘配合标准来看,不
11、论是I E C标准还是G B标准,过电压分类均用其波形的时间特征和其持续时间长短来划分,不再用 “ 操作过电压” 及“ 雷电过电压” 等词来表达过电压的类别了。 其主要原因是:(1) 从绝缘的击穿特性看, 击穿电压值均与波形时间特征和其持续时间长短有量的关系。(2) 缓波前过电压有时也可由雷电引起。 按文献 9,1 0 , 在长线路( 大于1 0 0 k m) 系统中, 缓波前雷电过电压可起源于远方雷击导线。 此时雷电流很小, 不足以引起线路绝缘闪络, 且雷击点又很远, 足以产生缓波前过电压。 不过, 由于其雷电流半峰值时间很少超过2 0 0 s,不会产生对绝缘有危险的高幅值和长波前时间的过电
12、压。故在实际进行绝缘配合时不必考虑这种由雷电引起的缓波前过电压。(3) 快波前过电压有时也可由变电站内的电气设备通过短连接线投入系统或切离系统时产生, 即由于操作过程引起的。然而, 在目前的技术水平上,特别是在断路器性能有很大改善的情况下,由操作引起的快波前过电压峰值通常低于由雷电引起的快波前过电压峰值。因此, 在绝缘配合中, 也不必考虑这种由操作引起的快波前过电压。(4) 对于因同一原因产生的暂时过电压和缓波前过电压, 一般地说, 均可笼统地概括为属于操作过电压的范畴。二者之间的不同点在于:前者是一种( 准) 稳态现象; 而后者则是在前者的基础上发展起来的暂态现象 ( 其过电压由稳态分量和暂
13、态分量构6 3第4 5卷变压器类产品型号编制办法 行业标准审查会在绍兴召开 变压器类产品型号编制办法 行业标准审查会于2 0 0 7年1 0月2 9日 2 0 0 7年1 0月3 1日在浙江省绍兴市召开。 变压器、 特种变压器、 互感器、 电抗器、调压器和变压器分接开关生产厂的代表共3 5人参加了会议。会上对G B / T3 8 3 7 - 变压器类产品型号编制办法 ( 送审稿) 进行了审查, 提出了许多具体的修改意见。紧扣节能减排主题电工行业力推新标准近年来,中国电器工业协会从行业方面一直努力推进先进技术标准引领行业发展。标准化工作的前瞻性来自于市场需求,为实现建设资源节约型社会的目标,电器
14、行业大力开展资源节约与综合利用工作,不仅有利于提高电器工业的技术水平和经济效益,而且对我国实施节能减排政策、 发展循环经济、 推进经济结构调整及转变增长方式, 都具有非常重要的意义, 同时也体现了形势发展的需要及行业自身发展的需要。(1) 行业技术进步支撑标准创新近两年来,电工行业积极实施国家标准化管理委员会等1 4个部门联合发布的 2 0 0 5年 2 0 0 7年资源节约与综合利用标准发展规划 , 为推动我国电工行业的资源节约和可持续发展发挥了积极的作用。重点领域成效显著,与国家资源节约和综合利用重要技术研究同步开展,充分调动了企业参与标准制定的积极性,在标准研究和制定的过程中积极组织和开
15、展了国际标准化领域的交流与合作。在清洁高效发电设备领域,电器工业协会组织行业龙头企业和研究院所,结合技术引进、消化吸收、 推进技术自主创新, 开展了超超临界火电机组、大型空冷发电机组等重点领域标准的研究制定。在高压直流输配电设备领域,组织变压器和电力电容器等行业制定了利用先进输、变及配电技术和设备的技术标准, 开展了我国高效率、 大容量的高压直流输电系统与设备关键技术标准的研究制定。在主要用能设备领域, 组织工业锅炉、 电动机和工业电热设备等专业制定了推广先进技术、改造设备结构和提高能效指标等标准。与此同时,在新能源和可再生能源领域也加快采用国际标准。(2) 新规划关注建立新型标准体系业内人士
16、认为, 编制实施2 0 0 8年 2 0 1 0年资源节约与综合利用标准发展规划(电工部分), 有助于提高电器工业对实施国家关于建设可节约社会责任的认识程度,将对资源节约与综合利用标准化工作、 行业技术进步、 企业发展形成有机联系方面产生积极的影响。该规划重点提出发电、输变电领域的节能标准重点项目。发电设备领域主要有: 超超临界锅炉、 大型循环流化床锅炉和抽汽凝汽式汽轮机技术等高效清洁发电机组领域的重点项目;燃气-蒸汽联合循环余热锅炉、 中低热值燃气轮机、 燃气轮机热力性能试验等循环发电技术领域重点项目。输变电设备领域主要有: 非晶合金变压器、 油浸式立体卷铁心配电变压器等降低损耗、提高效率方面的重要标准; 交流百万伏、 8 0 0千伏特高压输变电设备、谐波治理和无功补偿技术等输变电领域重要项目。 同时, 还有工业锅炉通用技术条件和节能检测方法、新能源与可再生能源制定核电常规岛的相关标准等。 此外, 还提出了开展电工产品废旧回收再利用
