毕业设计论文--避雷器在电力系统应用中的问题分析.doc
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1、 毕业设计论文 题 目:避雷器在电力系统应用中的问题分析学 校:专 业:姓 名:摘要避雷器在电力系统应用中的问题分析 文中阐述了避雷器自身防护问题及其对电力系统的影响,简单的论述了避雷器的保护特性,分析了氧化锌避雷器在应用中的问题及解决问题的技术措施,探讨了防雷界的热点问题。 据国外有关技术资料统计,氧化锌避雷器损坏的原因有雷电和操作过电压,受潮、污闪、系统条件、本身故障等,但仍有一定比例损坏的原因不详,故仍有其在运行中对事故原因不明确的问题。又因氧化锌避雷器的劣化速度的离散性,及雷电、操作过电压、谐波、运行环境等的随机性,都决定着氧化锌避雷器的安全运行的可靠性,故需在今后的工作实践中去研究、
2、实验、探索和总结,以使得其在运行中的不安全因素可得以预防和完善。目录第一章 应用中的问题探讨41.1避雷器自身过电压防护问题4 1.2避雷器自身对电力系统不安全影响4 1.3避雷器其连续雷电冲击保护能力4 1.4工频能源的浪费 5第二章避雷器保护特性52.1避雷器的保护特性参数 5 2.2避雷器动作特性运行稳定性 5 2.3串联间隙氧化锌避雷器 6 2.4避雷器运行工况监测 6第三章 避雷器应用析-63.1避雷器外形尺寸7 3.2避雷器性能价格比 7 3.2避雷器使用寿命问题7 第四章 氧化锌避雷器的密封问题74.1氧化锌避雷器的密封问题-84.2电阻片抗老化性能差 8 4.3瓷套污染 84.
3、4高次谐波 8 4.5抗冲击能力差8第五章 技术措施 85.1设计选型 -95.2在线监测 9 5.3防污措施 95.4谐波治理 9 5.5技术管理 9 参考文献 10致谢信 11第一章 应用中的问题探讨论1.1避雷器自身过电压防护问题 避雷器是过电压保护电器,其自身仍存在过电压防护问题。对于能量有限的过电压如雷电过电压和操作过电压,避雷器泄流能起限压保护作用。对能量是无限(有补充能源)的过电压,如暂态过电压(工频过电压和谐振过电压的总称),其频率或为工频或为工频的整数倍或分数倍,与工频电源频率总有合拍的时候,如因某些原因而激发暂态过电压,工频电源能自动补充过电压能量,即使避雷器泄流过电压幅值
4、不衰减或只弱衰减,暂态过电压如果进入避雷器保护动作区,势必长时反复动作直至热崩溃,避雷器损坏爆炸,因此暂态过电压对避雷器有致命危害。如果已将全部暂态过电压限定在保护死区内不受其危害的避雷器,称之为暂态过电压承受能力强,反之称暂态过电压承受能力差。碳化硅避雷器暂态过电压承受能力强,但由于运行中动作特性稳定性差,常因冲击放电电压(保护动作区起始电压)值下降,仍可能遭受暂态过电压危害。无间隙氧化锌避雷器因其拐点电压(可近似地把参考电压当作拐点电压)偏低,仅2.212.56Uxg(最大相电压),而有些暂态过电压最大值达2.53.5Uxg,故有暂态过电压承受能差的缺点。对暂态过电压危害有效防护办法是加结
5、构性能稳定的串联间隙将全部暂态过电压限定在保护死区内,使避雷器免受其危害。串联间隙氧化锌避雷器有此独具优点。 1.2避雷器自身对电力系统不安全影响 保护间隙和管型避雷器在间隙击穿后,保护回路再也没有限流元件,保护动作都要造成接地故障或相间短路故障,保护作用增多电力系统故障率,影响电力系统的正常、安全运行。应用氧化锌避雷器,从根本上避免保护作用产生接地故障或相间短路故障,且不用自动重合闸装置就能减少线路雷害停电事故。 1.3避雷器其连续雷电冲击保护能力有时高压电力装置可能遭受连续雷电冲击,连续雷电冲击是指两次雷电入侵波间隔时间仅数百s至数千s,间隔时间极短。碳化硅避雷器保护动作既泄放雷电流也泄放
6、工频续流,切断续流时耗最大达10000s,一次保护循环时间要远大于10000s才能恢复到可进行再次动作能力,故碳化硅避雷器没有连续雷电冲击保护能力。氧化锌避雷器保护动作只泄放雷电流,雷电流泄放(小于100s)完毕,立即恢复到可进行再次动作能力,故氧化锌避雷器具有连续雷电冲击保护能力,这对于多雷区或雷电活动特殊强烈地区的防雷保护尤为重要。1.4工频能源的浪费只关注防雷器件泄放雷电流的限(降)压保护作用,轻视或忽视有些器件同时泄放工频电流浪费能源作用。保护间隙或管型避雷器保护动作可能伴随短路电流(几kA至几十kA)对地放电,碳化硅避雷器保护动作有工频续流(避雷器FS型为50A,FZ型为80A,FC
7、D型为250A)对地放电,而造成能源浪费,使用氧化锌避雷器可彻底避免保护作用带来的工频能源浪费。 第二章 避雷器保护特性2.1 避雷器的保护特性参数各种型号的避雷器在同用途同电压级时,其雷电残压参数相同或接近,这是因为各生产厂都是按国标规定决定残压值的。有人认为既然雷电残压值一样,它们的保护作用和效果也应是一样的,随意选用哪种型号都可以。这是一种偏见,因为除雷电残压外,还有其它保护参数,如工频放电电压值,冲击放电电压值,是考察避雷器暂态过电压承受能力,保证其长期正常运行的参数;又如是否有雷电陡波残压值,是标示避雷器防雷保护功能完全的重要参数。综合来看,只有串联间隙氧化锌避雷器齐备上述保护特性参
8、数,也就是说它有齐全的防护功能。2.2控制无功补偿和电压优化的规则碳化硅避雷器保护动作要泄放雷电流和工频续流,动作负载重,经计算每次动作泄放雷电流为0.040.07 C电荷量,工频续流为0.52.5 C电荷量,后者与前者相比一般为1117倍,且其间隙数量多隙距,常因动作负载重使部分间隙烧毛烧损,另外瓷套外壳脏污潮湿也会影响内间隙电容分布,这些都可能使部分间隙失效而降低冲击放电电压值,即动作特性稳定性差,可能增加保护动作频度,或遭受暂态过电压危害,而加速损坏。串联间隙氧化锌避雷器保护动作只泄放雷电流而无续流,动作负载轻,间隙不需具有灭弧及切断续流能力,故间隙数量特少,3 10kV避雷器仅一个间隙
9、,35kV避雷器为3个间隙串联,间隙的工频放电电压值与碳化硅避雷器相同,符合GB7327规定,故间隙隙距大,动作特性可保持长期运行稳定。2.3控制流程碳化硅避雷器因其间隙结构(隙距小,数量多)带来一些缺点:如没有雷电陡波保护功能;没有连续雷电冲击保护能力;动作特性稳定差可能遭受暂态过电压危害;动作负载重寿命短等。无间隙氧化锌避雷器因其拐点电压较低,有暂态过电压承受能力差,损坏爆炸率高和寿命短等缺点。串联间隙氧化锌避雷器既有间隙又用ZnO阀片,其间隙结构不同于碳化硅避雷器,因其间隙数量少,当过电压达到冲击放电电压时间隙无时延击穿,同时因隙距大动作特性稳定,故它可避免碳化硅避雷器间隙带来的一切缺点
10、。串联间隙氧化锌避雷器的间隙已将全部暂态过电压限定在保护死区内免受其危害,故它可避免无间隙氧化锌避雷器因拐点电压偏低带来一切缺点。串联间隙氧化锌避雷器仍有前两种避雷器保护性能优点,而避免它们的缺点。2.4无功补偿与电压优化的控制原理避雷器失效的主要特征是泄漏电流增大,运行中不易发现,有可能长时带病运行,以致扩大事故,故有必要监察其运行工况。碳化硅避雷缺乏监察手段,靠每年定期普遍测试筛选淘汰这样作事倍功半,还不能随时剔除失效品。氧化锌避雷器可附带脱离器,当其失效损坏时,脱离器自动动作(30mA时不大于8min)退出运行,以免造成更大损失和事故,提高运行安全可靠性。第三章 应用分析3.1 避雷器外
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- 毕业设计 论文 避雷器 电力系统 应用 中的 问题 分析
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