本发明专利技术涉及一种限制特高压交流输电系统中过电压的系统，属于高电压输电技术领域。该系统包括用于对高压交流输电系统中的电压进行升高或降低，并对高压交流输电系统中的能量传输进行控制的第一变电站和第二变电站，用于远距离传输电能的输电线路，输电线路上设有多组避雷器，避雷器采用具有优异伏安特性的低残压避雷器，本发明专利技术系统在降低现有的过电压水平的同时，更好的保护变电站内的设备，降低对设备的绝缘要求，从而降低设备的制造成本与制造难度；可以取消合闸电阻在断路器中的使用，从而延长设备的使用寿命，提高系统的工作可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种限制特高压交流输电系统中过电压的系统，属于高电压输电技术 领域。
技术介绍
过电压及其防护是电力系统的关键问题之一，对于特高压交流输电系统，该问题 尤为突出。目前制约我国特高压交流输变技术发展的重要因素是操作过电压及雷电过电压 水平过高，由于系统的过电压水平对特高压的设备选型及设备制造起着决定性的作用，过 高的过电压水平会导致特高压设备的研制存在技术瓶颈、造价过高。对于特高压系统操 作过电压，目前采用断路器加装合闸电阻和氧化锌避雷器共同作用的方式限制，如图1所 示。其中虚线框内为带合闸电阻的断路器，而在变电站内及线路两端布置的避雷器为普 通避雷器。尽管这种方式可以极大程度地降低操作过电压，但其达到的过电压限制水平 (1. 6-1. 7p. u.)对于特高压设备的绝缘水平要求仍十分苛刻。而且断路器合闸电阻损坏率 较高，价格昂贵，电力系统倾向于取消合闸电阻。对于雷电过电压，由于目前采用的避雷器 残压较高，各种变电站设备需要较高的绝缘裕度来保证系统的安全运行。本申请人曾经提出利用沿线多组避雷器限制特高压系统操作过电压，但其中采用 的避雷器为普通避雷器，限制过电压的效果还不够理想。同时在变电站的断路器中使用了 合闸电阻，使整个系统的可靠性降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种限制特高压交流输电系统中过电压的系统，采用性能更 好的低残压避雷器限制操作过电压以及雷电过电压，同时取消合闸电阻，以满足特高压系 统过电压防护的要求。本专利技术提出的限制特高压交流输电系统中过电压的系统，包括第一变电站和第二变电站，用于对特高压交流输电系统中的电压进行升高或降 低，并对特高压交流输电系统中的能量传输进行控制，第一变电站和第二变电站分别包括 多个变压器、多组避雷器和多个断路器，多个变压器通过多个断路器与高压交流输电系统 相连，多组避雷器分别并联在多个相应的变压器与变电站的母线上；输电线路，用于远距离传输电能，输电线路连接在第一变电站和第二变电站之间， 输电线路上设有多组避雷器。在线路高抗补偿度为80%的情况下，当输电线路的长度小于 200公里时，在输电线路的两端设置两组避雷器，当输电线路长度为200公里 300公里时， 在输电线路中两端设置两组避雷器，在输电线路中等距离设置1 2组避雷器，当输电线路 长度大于300公里时，在输电线路中两端设置两组避雷器，在输电线路中等距离设置3 5 组避雷器。上述系统中，所述的避雷器为低残压避雷器。本专利技术提出的限 制特高压交流输电系统中过电压的系统，其优点如下1、本专利技术提出的过电压保护系统，与已有的过电压保护系统相比，结构相对简单， 因此降低了设备成本，而且工作可靠、有效。2、本专利技术的限制过电压系统，利用低残压避雷器优良的伏安特性以及一定的布置 方式，对操作过电压与雷电过电压进行深度的限制，从而降低了对设备的绝缘要求，降低特 高压设备的制造成本和制造难度，适用于目前我国的IOOOkV交流特高压系统的过电压防 护。3、本专利技术的限制过电压系统，取消了变电站内断路器的合闸电阻的使用，从而延 长了断路器的使用寿命，提高了系统的工作可靠性。附图说明图1是已有的操作过电压限制系统的电路示意图。图2是本专利技术提出的限制特高压交流输电系统中过电压的系统示意图。图1和图2中，1是第一变电站，2是输电线路，3是第二变电站。T1 1~2和T1' T2'分别为第一变电站与第二变电站内的变压器，B1 B3和B/ B3'分别为第一变电站 与第二变电站内的断路器，A1 ^和A1' A3'分别为第一变电站与第二变电站内的避雷 器，A4和A4'为输电线路两端的避雷器，B1 an为输电线路上沿线装设的避雷器。具体实施例方式本专利技术提出的限制特高压交流输电系统中过电压的系统，其结构如图2所示，包 括第一变电站1和第二变电站3，用于对高压交流输电系统中的电压进行升高或降 低，并对高压交流输电系统中的能量传输进行控制，第一变电站和第二变电站分别包括多 个变压器1\ 1~2和1\' T2'、多组避雷器、 、和、' A3'，以及多个断路器Bi B3'，多个变压器通过多个断路器与高压交流输电系统相连，多个避雷器分别 并联在多个相应的变压器与变电站的母线上；输电线路2，用于远距离传输电能，输电线路连接在第一变电站和第二变电站之 间，输电线路上设有多个避雷器。当输电线路的长度小于200公里时，在输电线路的两端设 置两组避雷器A4和A4'，当输电线路长度为200公里 300公里时，在输电线路的两端设 置两组避雷器A4和A4'，在输电线路中等距离设置1 2组避雷器 a2，当输电线路长 度大于300公里时，在输电线路的两端设置两组避雷器A4和A4'，在输电线路中等距离设 置3 5组避雷器ai a5。上述系统中，所述的避雷器为低残压避雷器。其参数要求为雷电冲击(20kA)残压1. 2-1. 45 ；典型值1. 39 ；操作冲击(2kA)残压1. 0-1. 3 ；典型值1. 26 ；电压梯度 200_240V/mm ；典型值230cm ；能量吸收密度200-300J/cm3；本专利技术提出的过电压限制方法的工作原理是当电力系统操作或雷击产生操作过 电压后，线路上或变电站内的避雷器动作，泄放由此产生的电流，并使整个系统保持在较低的避雷器残压水平上。由于低残压避雷器保护性能优异，残压很低，这种方法可以在现有过 电压水平的基础上进一步限制操作过电压与雷电过电压。对于操作过电压，利用变电站内 或线路两端的低残压避雷器足以降低变电站内的过电压。利用沿线装设的低残压避雷器， 还可以使线路上的过电压降到避雷器残压的水平，达到深度限制的目的。而对于雷电过电 压，变电站内的低残压避雷器可以限制侵入波幅值，保护各种变电站设备。以下是本专利技术系统用于限制操作过电压的一个实施例。设输电线路全长为20. 4公里，线路输送容量为3184_jl430MVA，高抗补偿度为 82. 9%，第一变电站侧母线电压1060. 4kV，第二变电站侧母线电压为1055. 4kV。目前采用的操作过电压限制方案为在两个变电站内及线路两侧安装普通避雷 器，同时断路器安装600Ω的合闸电阻。本专利技术配置的限制方案一为在变电站内及线路两 侧安装低残压避雷器，同时在沿线均勻布置3组低残压避雷器；限制方案二为在变电站内 及线路两侧安装低残压避雷器，同时在线路中点处布置一组低残压避雷器。采用的低残压 避雷器参数为上面所列的典型参数。使用本专利技术的过电压限制系统后，可以使操作过电压水平降低10% -20%。由此 可见本专利技术对操作过电压限制的有效性。采用不同方案得到的过电压如表1所示。表1对操作过电压限制效果的比较权利要求1.一种限制特高压交流输电系统中过电压的系统，其特征在于该系统包括第一变电站和第二变电站，用于对高压交流输电系统中的电压进行升高或降低，并对 高压交流输电系统中的能量传输进行控制，第一变电站和第二变电站分别包括多个变压 器、多个避雷器和多个断路器，多个变压器通过多个断路器与高压交流输电系统相连，多组 避雷器分别并联在多个相应的变压器与变电站的母线上；输电线路，用于远距离传输电能，输电线路连接在第一变电站和第二变电站之间，输电 线路上设有多组避雷器，当输电线路的长度小于200公里本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种限制特高压交流输电系统中过电压的系统，其特征在于该系统包括：第一变电站和第二变电站，用于对高压交流输电系统中的电压进行升高或降低，并对高压交流输电系统中的能量传输进行控制，第一变电站和第二变电站分别包括多个变压器、多个避雷器和多个断路器，多个变压器通过多个断路器与高压交流输电系统相连，多组避雷器分别并联在多个相应的变压器与变电站的母线上；输电线路，用于远距离传输电能，输电线路连接在第一变电站和第二变电站之间，输电线路上设有多组避雷器，当输电线路的长度小于２００公里时，在输电线路的两端设置两组低残压避雷器，当输电线路长度为２００公里～３００公里时，在输电线路中两端设置两组避雷器，在输电线路中等距离设置１～２组避雷器，当输电线路长度大于３００公里时，在输电线路中两端设置两组避雷器，在输电线路中等距离设置３～５组避雷器。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何金良，胡军，李辰，曾嵘，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11
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