老挝22kV电力系统避雷器参数选择探析

引言

老挝22kV电力系统与我国20kV电力系统类似,相关系统参数均可供参考,但也有部分参数存在差异,会影响避雷器的参数选择。正确选择避雷器参数,对于保证电力系统安全可靠运行十分必要,因此,需要对避雷器参数的选择进行研究。

1国内20kV电力系统与老挝22kV电力系统的区别

1.1绝缘水平的区别

老挝22kV电力系统中性点接地方式一般采用有效接地系统,对设备绝缘水平要求相对较低:而国内20kV系统中性点接地方式则有多种,如消弧线圈接地、小电阻接地、不接地等方式,对设备绝缘水平的要求各不相同。通常情况下,不接地系统对设备绝缘水平的要求最高。为使得出的数据更具有通用性,本文以不接地系统作为计算条件,计算适用于国内20kV电力系统的避雷器相关参数。通过对国内20kV不接地系统与老挝22kV有效接地系统的相关参数进行对比分析,可选出适用于老挝22kV电力系统的避雷器参数。

1.2系统额定参数的区别

根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》(GB/T50064一2014）及老挝电力技术标准要求,国内20kV电力系统和老挝22kV电力系统的额定电压、最高电压和额定雷电冲击耐受电压如表1所示。

2避雷器设备参数的分析与计算

2.1持续运行电压Uc

持续运行电压是指允许持久地施加在避雷器两端的工频电压有效值。当系统电压超过避雷器持续运行电压时,流过避雷器的泄漏电流会增大,导致氧化锌阀片发热,加速避雷器的老化。不接地系统在设置避雷器时,要考虑发生故障时避雷器是否满足要求。根据运行经验,不接地系统在发生单相接地故障时,电力系统仍需缺相带电运行2h,而非故障相的对地电压会升高,此时避雷器应持续带电运行。有效接地系统在单相接地发生故障时,则会直接跳闸,避雷器参数选择时无需考虑故障情况。根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》(GB/T50064一2014）要求,不接地系统避雷器的持续运行电压应不小于1.1Um,有效接地系统避雷器的持续运行电压应不小于Um/V3。国内20kV电力系统和老挝22kV电力系统的最高电压均为24kV。因此,国内20kV电力系统避雷器的持续运行电压为:1.1×24kV=26.4kV,老挝22kV电力

系统避雷器的持续运行电压为:24/V3=13.9kV。

2.2额定电压Ur

额定电压是指允许施加于避雷器端子间的最大工频电压有效值。当系统电压超过其额定电压时,避雷器将动作,对设备进行保护。如果所选避雷器的额定电压偏高,将会降低避雷器使用效率,起不到保护设备的作用:如果额定电压偏低,避雷器将会频繁动作,降低使用年限。只有选择合适的额定电压,才能高效运用避雷器,延长避雷器使用年限。

根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》(GB/T50064一20l4）要求,不接地系统避雷器的额定电压应不小于l.38Um,有效接地系统避雷器的额定电压应不小于0.75Um。因此,国内20kV电力系统避雷器额定电压为:l.38×

24kV=33.lkV,老挝22kV电力系统避雷器额定电压为0.75×

24kV=l8kV。

2.3标称放电电流

标称放电电流是指避雷器能够持续承受通过而不损坏避雷器的雷电流幅值,可以用来划分避雷器等级。国内20kV电力系统和老挝22kV电力系统避雷器的标称放电电流相同,均为5kA。2.4雷电冲击电流残压Ubc

雷电冲击电流残压是指雷电冲击电流流过避雷器时的压降。雷电冲击电流残压与内绝缘额定雷电冲击耐压存在一定比例关系,即:

式中,BIL为内绝缘额定雷电冲击耐压(kV）,根据表l可知,国内20kV电力系统和老挝22kV电力系统的BIL值均为l25kV:Kbc为雷电冲击绝缘配合系数,参考数值是l.4。

雷电冲击电流残压Ubc≤l25kV/l.4=89.3kV。

2.5陡波冲击电流残压Udbc

陡波冲击电流波头的时间大概为lus,经过试验数据研究,陡坡冲击电流残压是雷电冲击电流残压的l.l5倍,具体计算公式如下:

陡波冲击电流残压Udbc=l.l5×89.3kV=l02.7kV。国内20kV电力系统和老挝22kV电力系统的陡波冲击电流残压均为l02.7kV。

2.6操作冲击电流残压Ucc

操作冲击电流残压是指操作冲击电流流过避雷器的压降。它也是可以通过计算公式获得,其计算公式为:

Ucc≤IIL/Kcp

式中,IIL为设备内绝缘额定操作冲击耐压(kV）:Kcp为操作冲击绝缘配合系数,参考数值是1.15。设备内绝缘额定雷电冲击耐压BIL与IIL存在一定比例关系,参考数值是1.35。

操作冲击电流残压Ucc≤125kV/1.35/1.15≈80.5kV。2.72ms方波通流容量

在方波冲击电流作用下,不同避雷器的放电能力是不一样的,根据《并联电容器装置设计规范》(GB50227一2017）要求,并联电容器用避雷器24Mvar及以下的,2ms方波电流应不小于500A。

2.8直流1mA参考电压UmA

当我们给避雷器加压测量漏电流时,若漏电流刚好是1mA,所加电压则叫作直流1mA参考电压,其可以直接反映避雷器是否老化或受潮。对于不接地系统,避雷器在单相弧光接地时不应动作:单相弧光接地时的最大过电压为相电压的3.5倍,因此直流1mA参考电压不应超过相电压的3.5倍,即UmA≤3.5Un/V3=2.02Un。对于直接接地系统,直流1mA参考电压不应超过最高相电压,即Um/V3。

综上可得,国内20kV电力系统和老挝22kV电力系统的直流1mA参考电压UmA分别为40.4kV和13.9kV。

3结语

通过以上数据分析,结合参考依据,可以得到国内20kV电力系统和老挝22kV电力系统关于氧化锌避雷器参数选择的结果,如表2所示。

表2国内20kV电力系统和老挝22kV电力系统避雷器的参数选择表

上述数据是根据实验数据推断得来的,在实际应用中,还要根据实际产品的相关数据来确定。