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GB／T 24842-2018 1000kV特高压交流输变电工程过电压和绝缘配合PDF文本

ICS29.240F20中华人民共和国国家标准GB/T24842-2018代替GB/Z24842-20091000kV特高压交流输变电工程过电压和绝缘配合J.NEOvervoltage and insulation coordination of 1 000 kV UHV ACtransmission project2018-07-13发布2019-02-01实施国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会发布理到素村阀Z.Z心.ET
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GB/"T24842-2018目次前言…范围2规范性引用文件………………3术语和定义1符号…25线路和设备上的作用电压…………35.系统接地方式…………35.2作用电压类型………353暂时过电压和操作过电压标么值的基准电压6暂时过电压及限制36.暂时过电压类型……………………………………62工频过电压…6.3谐振过电压………47操作过电压及保护详置芸7.2空载线路合闸及单相重合闸过电压………57.3单相接地故障过电压…574故障清除过电压……75无故障甩负荷过电压……………………67.6振荡解列过电压77投切空载变压器操作过电压…678主变压器110kV侧开断并联电容器组过电压………………679主变压器110kV侧开断并联电抗器过电压………68雷电过电压及保护………………………………781雷电过电压分类…………………78.2线路雷电过电压………………………78.3变电站的雷电过电压89特快速瞬态过电压(VFTO)及防护…99,1VFT的特性………………………9.2VFTO的防护……910绝缘配合……10.1绝缘配合基本原则10.2绝缘配合的方法…………………………………………1010.31000kV金属氧化物避雷器……1110.4架空线路绝缘子、导线对杆塔的空气间隙的绝缘配合…11罚素村网Z.Z沁.ET
GB/T24842-201810.5变电站绝缘子串及空气间隙的绝缘配合……12106。变电站电气设备的绝缘配合…多附录A(资料性附录)各类作用电压和标准试验电压的波形……17附录B(资料性附录)1000kV架空线路和变电站雷电性能的计算方法…18附录C(规范性附录)外绝缘放电电压或耐受电压的气象校正…………22附录D(规范性附录)1000kV变电站金属氧化物避雷器的主要电气参数…………………24附录E(资料性附录)1000kV线路和变电站绝缘配合的计算方法…25附录F(资料性附录)操作过电压下线路闪络率的计算方法…29附录G(资料性附录)1O00kV线路杆塔空气间隙和变电站空气间隙放电电压试验数据……32附录H(规范性附录)1000kV电气设备承受一定时间暂时过电压的要求…51理罚素村网Z..ET
GB/T24842-2018前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准代替GB/Z24842一2009《1000kV特高压交流输变电工程过电压和绝缘配合》，与GB/Z24842一2009相比，主要技术性差异如下：增加了取消线路断路器合闸电阻的判据（见10.4.2.5）：增加了特快速瞬态过电压(VFTO)及其防护和绝缘配合相关内容（见10.6.4）：增加了特高压杆塔结构对空气间隙工频放电电压影响的试验数据（见G.2.4):增加了特高压线路分裂导线相间长波前操作冲击放电电压试验数据（见G.2.5):增加了1000kV变电站空气间隙长波前操作冲击放电电压试验数据（见G.3)。本标准由中国电力企业联合会提出本标准由全国特高压交流输电标准化技术委员会(SAC/TC569)归。本标准起草单位：国家电网公司、中国电力科学研究院有限公司。本标准主要起草人：舒印彪、陈维江、杜澍春、谷定燮、周沛洪、王绍武、葛栋、陈勇、张翠霞、戴敏、林集明、班连庚、王晓刚、何慧雯、李振强、霍锋、李志军、项祖涛、张刘春、韩彬、王磊、陈秀娟、王晓彤。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：—GB/Z24842-2009。J.NE理筑素衬网Z.ZC.ET
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GB/T24842-20181000kV特高压交流输变电工程过电压和绝缘配合1范围本标准规定了1000kV输变电工程中限制过电压的措施和采用限制措施之后的过电压水平；推荐了架空线路和变电站雷电性能的计算分析方法：提供了根据1O00kV输电线路和变电站设备的绝缘特性以及可能的影响因素，从安全运行和经济合理两方面来确定设备绝缘水平和空气间隙距离的原则、方法和推荐值。本标准适用于标称电压为1000kV(系统最高电压为1100kV)交流输变电工程的过电压与绝缘配合。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T311.2一2013绝缘配合第2部分：使用导则QaT盥德禁林风#U.NE可GB/T2900.19电工术语高电压试验技术和绝缘配合GB/T2900.20电工术语高压开关设备和控制设备GB/T2900.50电工术语发电、输电及配电通用术语GB/T2900.94电工术语互感器GB/T2900.95电工术语变压器、调压器和电抗器GB/T50064交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范3术语和定义GB/T2900.1、GB/T2900.12、GB/T2900.19、GB/T2900.20、GB/T2900.50、GB/T2900.94和GB/T2900.95界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1地闪密度ground flash density:GFD每平方公里、每年的地面落雷次数。3.2保护角shielding angle通过地线的垂直平面与地线和被保护受雷击的外侧子导线平面之间的夹角。3.3特快速瞬态过电压very fast transient overvoltage;VFTO气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)和复合电器(HGIS,即Hybrid-GIS)的隔离开关操作或接地故障时，所产生的频率为数百千赫至数十兆赫的高频振荡过电压。1罚素村网Z.Z0.ET
GB/T24842-20183.4代表性过电压representative overvoltage假设在绝缘上产生的等同于系统在运行时由于不同原因产生的某一给定类型过电压的作用效果的过电压。在本标准中，代表性过电压一般通过仿真计算获得。3.5VFTO阻尼母线damping bus against VFTO串入母线回路中用于降低VFTO行波陡度的母线段，在VFTO作用下其感抗值较大，正常运行时工频感抗值很小可忽略。4符号下列符号适用于本文件。A1':变电站导线对构架的最小空气间隙距离(m)A1”:变电站设备对构架的最小空气间隙距离(m)A2:变电站相间最小空气间隙距离(m)d:空气间隙放电电压试验间隙距离(m)F():操作过电压下线路闪络率计算中，操作过电压的概率分布H:海拔高度(m)h。w:导线对地平均高度(m)I:雷电流幅值(kA)档筑k:安全因数m:绝缘配合中并联间隙数（个）re:雷电对导线的击距(m)r。:雷电对大地的击距(m)r.:雷电对地线的击距(m)U。:系统最高电压(kV)U:导线上工作电压瞬时值(kV)U:避雷器雷电过电压保护水平(kV)U,:避雷器操作过电压保护水平(kV)Um:代表性过电压(kV)Uw:耐受电压要求值(p.u.)Uw:雷电冲击耐受电压要求值(p.u.)Uw:相对地操作冲击耐受电压要求值(p.u.)U,:线路相对地统计(2%)操作过电压(kV)Uw:额定耐受电压（有效值）(kV)U:50%放电电压(kV)u.t:单个间隙的50%放电电压要求值(kV)a:负极性操作冲击分量与相间操作冲击电压的两个分量（正极性U+和负极性U)之和的比值B.:击距修正系数p:土壤电阻率(2·m)σ1：单个绝缘放电电压的标准偏差理筑素村网Z.ZC.E1
GB/T24842-2018σ：单间隙的放电电压变异系数σ。：并联多间隙放电电压变异系数5线路和设备上的作用电压5.1系统接地方式1000kV系统采用有效接地方式，不允许1000kV变压器中性点不接地运行。1000kV变压器的低压侧(110kV)采用不接地方式。5.2作用电压类型变电站设备和线路在运行中可能受到的作用电压，按照作用电压的起因和幅值、波形及持续时间，可分为：)持续运行电压（其值不超过系统最高电压U。,持续时间等于设备设计的运行寿命）；b)暂时过电压（包括工频过电压、谐振过电压）：c)操作（缓波前）过电压；d)雷电（快波前）过电压；e)特快速瞬态过电压(VFTO).各类作用电压的典型波形参见附录A。5.3暂时过电压和操作过电压标么值的基准电压工频过电解琴准电是远，3振过电，操作过电压的琴准电压是y2心36暂时过电压及限制6.1暂时过电压类型暂时过电压包括工频过电压和谐振过电压，与系统结构、容量、参数、运行方式、地线的类型和接地方式以及继电保护和自动调节装置特性等有关。工频过电压、谐振过电压除增大绝缘所需承受的电压外，对选择避雷器等过电压保护装置参数也有重要影响。暂时过电压特性由其幅值、波形和持续时间确定。6.2工频过电压6.2.1工频过电压主要由线路空载、甩负荷和接地故障引起。通常情况下甩负荷和接地故障两种故障组合引起的工频过电压比较严重。对工频过电压，应结合工程条件加以预测。6.2.2预测工频过电压，主要考虑下列故障类型：)对单回输电线路通常考虑正常输电状态下甩负荷和在线路单相接地故障情况下甩负荷两类故障。单回两相接地引起线路一端三相分闸的故障发生概率很小，可酌情考虑。b)对同塔双回输电线路需考虑双回线路运行和一回线路停运的工况。双回线路同名或异名两相接地故障发生概率很小，可酌情考虑此故障情况下的甩负荷。双回线路6相甩负荷可酌情考虑。6.2.3限制工频过电压的主要措施是装设线路高压并联电抗器。6.2.4工频过电压持续时间对避雷器额定电压和设备绝缘能力的选择起着十分重要的作用。为了缩短工频过电压的持续时间，线路两端断路器宜采用继电保护实现联动分闸。3罚素衬网Z.Z0.N
GB/T24842-20186.2.5工频过电压水平不宜超过下列数值：a)线路断路器的变电站侧1.3p.u.(持续时间不大于0.5s):b)线路断路器的线路侧1.4p.u.(持续时间不大于0.5s)。6.3谐振过电压6.3.1产生的原因谐振过电压包括线性谐振、非线性（铁磁）谐振过电压和参数谐振。带大容性元件（长线路、串联补偿线路)和有非线性微磁特性的感性元件（变压器、并联电抗器）的回路合闸（或作为甩负荷的结果），可能因线性谐振和铁磁谐振产生谐振过电压。应采取防止措施，避免出现谐振过电压的条件，或用继电保护装置限制其幅值和持续时间。在选择避雷器额定电压或绝缘设计时，通常不考虑谐振过电压。6.3.2发电机自励磁过电压同步发动机带容性负荷（如空载线路）条件下，发电机电感参数周期性变化与系统电容参数配合不当时，可能引起发电机自励磁（参数谐振）过电压。不发生自励磁的判据见式(1)：W>Q.X…………(1)式中：W、一发电机额定容量，单位为兆伏安(MVA);Q。一线路充电功率（需考虑高压并联电抗器和低压并联电抗器的影响），单位为兆乏(Mvar):X:一发电机等值同步电抗标幺值（包括升压变压器，以发电机容量为基准）。当发电机容量小于上述值时，应避免单机带空载长线运行。对可能出现的发电机自励磁过电压可以采用并联电抗器或过电压保护装置切除线路。63.3非全相瑞跟过电压筑6.3.3.1装有并联电抗器的线路处于非全相状态时，由于健全相和断开相之间的相间电容耦合.可在断开相上引起非全相谐振过电压。6.3.3.2在高压并联电抗器的中性点接入一接地电抗器，可有效地防止这种过电压。该接地电抗器的电抗值宜按接近完全补偿线路的相间电容的原则来选择，同时也应考虑限制潜供电流的要求和对并联电抗器中性点绝缘水平的要求。对于同塔双回线路，回路之间的耦合会影响接地电抗器电抗值的选择。6.3.3.3在计算非全相谐振过电压时，需注意以下因素：a)线路参数设计值和实际值的差异：b)高压并联电抗器和接地电抗器的阻抗设计值与实测值的偏差：c)故障状态下的电网频率变化。6.3.4合空载变压器谐振过电压6.3.4.1合空载变压器操作的过渡过程使变压器铁芯磁饱和，引起励磁涌流以及使电感作周期性变化，当励磁涌流谐波频率与系统的自振频率相匹配时，可能产生高次谐波谐振过电压，对此过电压应予以预测。6.3.4.2应尽量避免产生谐波谐振的运行方式和操作方式。断路器装合闸电阻，有利于减小合空载变压器的过电压幅值及励磁涌流，限制效果与不同运行方式下的系统特性有关。采用过电压继电保护，可以缩短合空载变压器谐振过电压的持续时间。7操作过电压及保护7.1操作过电压水平限制值线路沿线最大的相对地统计操作过电压不宜大于1.7P.u.。4览素村阀Z.Z心.ET
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