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风力发电场集电系统过电压保护技术规范.docx

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风力发电场集电系统过电压保护技术规范.docx

上传人:书籍1243595614 2024/5/10 文件大小:581 KB

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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。:NB中华人民共和国能源行业标准NB/TXXXXX—XXXX风力发电场集电系统过电压保护技术规范TechnicalSpecificationofOvervoltageprotectionofCollection&TransmissionPowerSystemforWindPowerPlant(征求意见稿)XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施国家能源局发布I风力发电场集电系统过电压保护技术规范1范围本标准规定了风力发电场集电系统的过电压保护设计要求、施工要求、验收方法和运行维护要求。本标准适用于单台风力发电机组容量为750kW及以上的风力发电场。2引用标准下列文件中的有关条款通过引用而成为本标准的条款。凡注日期或版次的引用文件,其后的任何修改单(不包括勘误的内容)或修订版本都不适用于本标准,但提倡使用本标准的各方探讨使用其最新版本的可能性。凡不注日期或版次的引用文件,其最新版本适用于本标准。~110kV高压配电装置设计规范GB5006166kV及以下架空电力线路设计规范GB50065交流电气装置的接地设计规范GB/Z25427风力发电机组雷电防护GBJ147电气装置安装工程高压电器施工及验收规范DL/T393输变电设备状态检修试验规程DL/T401高压电缆选用导则DL/T620交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T666风力发电场运行规程DL796风力发电场安全规程DL/T797风力发电场检修规程DL/T5090水力发电厂过电压保护和绝缘配合设计技术导则DL/T5191风力发电场项目建设工程验收规程DL/T5383风力发电场设计技术规范DL/(WTGS)将风的动能转换为电能的系统。,通常称风力发电场。&transmissionpowerlineinwindpowerplant风力发电场中,通过架空线或电缆将一台或多台风力发电机组的电能收集并输送到升压站的电力线路。集电线路汇流可通过两种方式实现:单元集中汇流、分段串接汇流。&transmissionpowersysteminwindpowerplant风力发电场中,通过架空集电线路或电缆集电线路将风力发电机组升压变压器、高压直配风力发电机组连接至风力发电场升压站主变低压侧组成的输配电系统。(通常是变压器或发电机的中性线或中性点)经过电阻接地。,一般采用接地故障电流为100A~1000A。对于一般系统,限制瞬态过电压的准则是(R0/X0)≥2。其中X0是系统等值零序感抗。≤XC0的准则,以限制由于电弧接地故障产生的瞬态过电压。一般采用接地故障电流小于10A。R0是系统等值零序电阻,XC0是系统每相的对地分布容抗。、不考虑风偏,地线对水平面的垂线和地线与最外侧导线的连线之间的夹角。。。。。。(或)并联组成且无并联或串联放电间隙的避雷器。:正常运行时的工作电压;暂时过电压(工频过电压、谐振过电压);2操作过电压;雷电过电压。。表1集电系统电气设备的标准绝缘水平(kV)集电系统标称电压(有效值)设备最高电压(有效值)额定雷电冲击耐受电压(峰值)额定短时工频耐受电压(有效值)系列Ⅰ*1系列Ⅱ*3;;*280/95*3;85注:1)系统标称电压6~10kV所对应设备的系列Ⅰ的绝缘水平,仅用于中性点低电阻接地系统;2)该栏斜线下之数据仅用于变压器类设备的内绝缘;3)为设备外绝缘在干燥状态下之耐受电压。。表2各类设备的雷电冲击耐受电压(kV)系统标称电压(有效值)设备最高电压(有效值)额定雷电冲击(内、外绝缘)耐受电压(峰值)雷电冲击截波耐受电压(峰值)变压器并联电抗器耦合电容器、电压互感器高压电力电缆*2高压电器母线支柱绝缘子、——*1185/200*1185/200*1200185185220注:1)斜线下之数据仅用于该类设备的内绝缘;2)对高压电力电缆是指热状态下的耐受电压值。。表3各类设备的短时(1min)工频耐受电压(kV)系统标称电压(有效值)设备最高电压(有效值)内、外绝缘(干试与湿试)母线支柱绝缘子变压器并联电抗器耦合电容器、高压电器、/3530/3530/42//8580/8580/9580/8580100注:1)该栏中斜线下的数据为该类设备的内绝缘和外绝缘干状态之耐受电压;2)该栏中斜线下的数据为该类设备的外绝缘干耐受电压。~20kV不直接连接发电机的集电系统、所有35kV集电系统,当单相接地故障电容电流不超过表4规定数值时,中性点可采用不接地方式;当超过该规定值又需要在接地故障条件下运行时,中性点应采用谐振接地或谐振-低电阻接地方式。表4集电系统单相接地故障电容电流允许值系统额定电压集电线路型式电流允许值6kV钢筋混凝土或金属杆塔构成的架空线路、电缆线路10A非钢筋混凝土或非金属杆塔构成的架空线路30A10kV钢筋混凝土或金属杆塔构成的架空线路、,高压直配风力发电机内部发生单相接地故障但不要求瞬时切机时,如果单相接地故障电容电流不大于3A,中性点可采用不接地方式;大于3A时,应采用谐振接地方式,且故障点残余电流也不得大于3A。谐振接地方式采用的消弧装置可安装在风力发电场升压站主变压器中性点上,也可安装在高压直配风力发电机中性点上。,高压直配风力发电机内部发生单相接地故障且要求瞬时切机时,中性点宜采用高电阻接地方式,电阻器一般接在发电机中性点变压器的二次绕组上。~35kV主要由电缆线路构成的集电系统,单相接地故障电容电流较大时,中性点可采用低电阻接地方式,但应考虑供电可靠性的要求。选择变压器中性点电阻器的电阻时,在满足单相接地继电保护可靠性和过电压绝缘配合的前提下宜选用较大值,以减轻对通信的影响、降低接地装置的接触电位差、跨步电位差和电阻器的容量。~10kV集电系统,单相接地故障电容电流较小(≤7A)时,为防止谐振、间歇性电弧接地过电压等对设备的损害,中性点可采用高电阻接地方式。此种接地方式下,单相接地故障不立即跳闸,故障电流应不大于10A。-低电阻接地方式具有如下功能:接地故障发生后一定时间内具有谐振接地系统的性质,对瞬时性故障的接地电弧可由消弧装置熄灭;当故障持续一定时间,判定为永久接地故障时,通过专门装置将系统中性点切换至低电阻值的电阻器,可使系统转换为低电阻接地系统;架空集电线路故障点可在较高电阻条件下正确选线切除故障线路。。(工频过电压、谐振过电压)、谐振过电压的幅值和持续时间与系统结构、容量、参数、运行方式以及各种安全自动装置的特性有关。工频过电压、谐振过电压除增大绝缘承受的电压外,还对过电压保护装置的选择有重要影响。、突然失去负荷和单相接地等故障引起。6~。6~10kV中性点谐振接地系统、低电阻接地系统、谐振-。。。,由于电感电容参数的不利组合引起的谐振过电压,风力发电场应采取有效措施加强防护。自励磁过电压发电机在不同的运行情况下,其感抗值呈周期性地变化,当发电机经升压变压器与空载线路相连,发电机外部电路容抗值在发电机感抗变化范围内,只要电感或电容上存在微小的能量就可导致电磁能量的聚集,使电流、电压幅值急剧上升,产生自励磁过电压。受发电机和变压器的磁饱和限制,~。发电机不发生自励磁过电压的判据为:(1)式中:----发电机额定容量,MVA;----线路充电功率,Mvar;----发电机等值同步电抗(包括升压变压器,以发电机容量为基准)标幺值。自励磁过电压持续时间长,危害性大,可采取下列措施加以限制:使发电机的容量大于被投入空载线路的充电功率。避免发电机带空载线路启动或避免以全电压向空载线路合闸。对可能出现的发电机异步自励磁过电压需用过电压保护装置切线路来保护。铁磁谐振过电压具有铁心的电感设备,因集电系统操作和故障引起设备上电压增高或产生励磁涌流,会导致铁心饱和。在谐振频率下,当感抗与容抗值相等时,会引起铁磁谐振过电压。~,。防止和限制电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压,可采取下列措施:选用励磁特性饱和点较高的电磁式电压互感器。在互感器开口三角绕组中装设(为互感器一次绕组与开口三角绕组的变比)的电阻阻尼谐振。电磁式电压互感器采用4PT接线方式,即母线三相导线接3台电磁式电压互感器为主PT,并将其二次侧三角绕组短接,主PT高压侧中性点再经一个零序PT接地,用来测量零序电压及接零序电压继电器。正常运行时,电压指示、计量、保护与3PT接线方式相同。当单相接地电流大于20A,为限制单相接地消失引起超低频振荡时主PT三角绕组流过的电流,可在三角绕组串入阻值为100Ω(容量不小于200W)的电阻。6增大母线对地电容,减小对地容抗(在10kV及以下的母线上装设中性点接地的星形接线电容器组或用一段电缆代替架空线路),使对地容抗与互感器励磁感抗之比。减少同一系统中电压互感器中性点接地的数量,除电源侧电压互感器高压绕组中性点接地外,其它电压互感器中性点尽可能不接地。采用消谐装置。6kV~35kV不接地及谐振(包括谐振-低电阻)接地系统,应采用性能良好的设备并提高运行维护水平,以避免在下述条件下产生铁磁谐振过电压:升压变压器高压绕组对地短路;集电线路单相断线且一端接地或不接地。谐振(包括谐振-低电阻)接地的集电系统,应适当选择自动跟踪补偿消弧装置的脱谐度,以便避开谐振点;不接地的集电系统,应采取增大其对地电容等措施(如安装电力电容器等),以防止零序电压通过电容,如变压器绕组间或两条架空线路间的电容耦合,由较高电压系统传递到中性点不接地的较低电压系统,或由较低电压系统传递到较高电压系统,或回路参数形成串联谐振条件,产生高幅值的转移过电压。、系统容量、电气参数、中性点接地方式、断路器性能、母线上的出线回路数以及系统运行接线操作方式等因素有关,一般由下列原因引起:接地故障;空载线路分、合(重合)闸;空载变压器和并联电抗器分闸;开断并联电容补偿装置。,过电压幅度因接地方式不同而异,。具有限流电抗器、电动机负荷,且设备参数配合不利的6kV和10kV某些不接地系统,发生单相间歇性电弧接地故障时,可能产生危及设备相间或相对地绝缘的过电压。对这种系统根据负荷性质和工程的重要程度,可进行必要的过电压预测,以确定保护方案。。,。开断前系统已有单相接地故障,。为此,应采用重击穿概率极低的断路器。66kV~35kV的低电阻接地系统,。为此,应采用重击穿概率极低的断路器。,通常无需采取限制措施。(截流)产生的过电压,与断路器型式、变压器铁芯材料、绕组型式、回路元件参数和系统接地方式等有关。采用熄弧性能较强的断路器开断激磁电流较大的变压器以及并联电抗补偿装置会产生高幅值过电压,可在断路器的非电源侧装设金属氧化物避雷器加以限制。宜在变压器中性点消弧线圈上并联装设金属氧化物避雷器,限制消弧线圈上产生的过电压。对空载变压器和并联电抗补偿装置合闸产生的操作过电压,宜采取金属氧化物避雷器保护。,如断路器发生单相重击穿,。开断前电源侧有单相接地故障时,该过电压将更高。开断时如发生两相重击穿,。操作并联电容补偿装置时,应采用重击穿概率极低的断路器。为安全起见,仍宜按图1布置方式装设金属氧化物避雷器,以限制单相重击穿过电压。一般可不考虑断路器发生两相重击穿。,其持续运行电压和额定电压不应低于表6所列数值,避雷器应能承受操作过电压的能量。、谐振过电压和操作过电压,宜安装过电压波形或幅值自动记录装置,并定期收集分析实测结果。。雷电流幅值超过的概率可按式(2)求得:(2)式中:----雷电流幅值概率;----雷电流幅值,kA。,,波头形状可取斜角形。,。集电线路受雷密度以线路受雷宽度为4倍地线或导线平均悬挂高度进行计算。全国各主要城市年平均雷暴日数统计表见附录B。,宜根据当地气象台、当地雷电定位系统多年资料获得该地区雷暴日、雷暴小时、地面落雷密度、雷电流强度、雷电活动主导向特点等,作为集电系统雷电过电压保护设计的依据。图2我国雷电流幅值概率曲线注:陕南以外的西北地区、内蒙古自治区的部分地区等(这类地区的年平均雷暴日数一般在20及以下)雷电流幅值较小,可由给定的概率按图查出雷电流幅值后减半。。金属氧化物避雷器除用于限制操作过电压外(、),还作为雷电过电压的保护装置。采用金属氧化物避雷器限制雷电过电压时,应根据避雷器安装位置、风力发电机组接地装置冲击接地电阻、风力发电机组升压变压器(含高压直配风力发电机)雷电过电压保护等级等选择适当的金属氧化物避雷器。。金属氧化物避雷器所在系统的暂时过电压异于表6时,其额定电压UR应按式(3)、(4)确定。相应的金属氧化物避雷器的持续运行电压按适当的荷电率选定。8