1.结构类型
(1)电压互感器按照原理可分为电磁式、电容式(图1-23)、电子式电压互感器。其中电磁式电压互感器性能稳定,但是线圈类设备耐受暂态过电压(如雷电冲击电压、VFTO等)的能力相对较弱,还存在与系统发生铁磁谐振的风险;电容式电压互感器(CVT)以耦合电容分压器承受一次电压,电压分布均匀,耐受雷电冲击电压能力强,相对制造成本低,但误差特性不好,受周边电场(邻近效应)、环境温度、电网频率(谐波含量)影响较大;电子式电压互感器(EVT)采用耦合电容分压器承担一次电压,利用光学器件等二次设备输出二次电压,目前运行的商业化电子式互感器存在可靠性较差、故障率较高、运行维护工作量大、误差特性不好等缺点。
我国的特高压电压互感器目前一般采用电容式电压互感器和电磁式电压互感器两种。
(2)电压互感器按照结构分为敞开式和封闭式两种。
1)敞开式电压互感器一般采用电容式电压互感器。主要由电磁单元与耦合电容分压器组成,二者可以叠装,也可以分离,特高压电压互感器选择电磁单元与耦合电容分压器相分离,目的是为了后续检修方便,便于现场试验。
2)封闭式电压互感器主要是指气体绝缘全封闭组合电气(GIS)中的电压互感器,受结构和制造难度影响,一般采用电磁式电压互感器。
图1-23 特高压交流电容式电压互感器外形图
2.主要参数(单相)
(1)电容式电压互感器。
1)额定电压:1000kV。
2)额定频率:50 Hz。
3)额定工频耐受电压(5min有效值):1200kV(相对地)。
4)雷电冲击耐受电压(峰值):2400kV(相对地)。
5)操作冲击耐受电压(峰值):1800kV(相对地)。
6)额定一次电压:1000/
kV。
7)额定二次电压:0.1/
kV;0.1/
kV;0.1kV。
8)二次线圈额定容量:15VA;15VA;15VA;15VA。
9)二次线圈准确级次:0.2;0.5/3P;0.5/3P;3P。
10)额定电容:0.005μF。
11)额定开路中间电压:6kV。
(2)电磁式电压互感器。
在二(四)2(6)已介绍。
(二)特高压交流支柱绝缘子及套管
1.结构类型
(1)支柱绝缘子一般是指敞开式配电装置中高压电器的绝缘支持物,主要包括纯瓷支柱绝缘子、瓷柱加硅橡胶外套及伞裙绝缘子、全合成组合绝缘子、玻璃绝缘子,特高压变电站一般选择纯瓷支柱绝缘子和瓷柱加硅橡胶外套及伞裙绝缘子两种。
(2)套管是供高压导体穿过与其电位不同的隔板(如电力设备的金属外壳),起到绝缘和支持作用,具有以下特点:
1)既有内绝缘又有外绝缘。
2)电场复杂。
图1-24 特高压交流支柱绝缘子和充油套管外形图
3)结构和尺寸要求严格。尤其是特高压套管,由于电压等级高,电场强度也高,其内绝缘结构设计复杂,高度和直径要求很苛刻,同时还要考虑导体发热、介质损耗、热击穿和密封等问题,设计制造难度很大,成品率极低,造价很高。
按照外绝缘结构一般分为纯瓷套、硅橡胶复合外套两种;按照内绝缘结构一般分为油浸式、充气式两种。特高压工程中,主变、高抗等充油设备选择油浸式,GIS选择充气式。(www.xing528.com)
特高压交流支柱绝缘子和充油套管外形见图1-24。
2.主要参数(单相)
(1)支柱绝缘子。
1)额定电压:1100kV。
2)额定频率:50 Hz。
3)额定工频耐受电压(1min有效值):1100kV(相对地)。
4)雷电冲击耐受电压(峰值):2550kV(相对地)。
5)操作冲击耐受电压(峰值):1800kV(相对地)。
6)爬电距离:≥25mm/kV。
7)额定弯曲破坏负荷:16kN。
(2)油浸式套管。
1)额定电压:1100kV。
2)额定电流:根据主设备容量确定,特高压交流试验示范工程中,主变、高抗套管选择2500A。
3)额定频率:50 Hz。
4)额定工频耐受电压(5min有效值):1200kV(相对地)。
5)雷电冲击耐受电压(峰值):2400kV(相对地)。
6)操作冲击耐受电压(峰值):1800kV(相对地)。
7)额定峰值耐受电流:135kA。
8)额定短时耐受电流:50kA。
9)额定短路持续时间:2s。
10)爬电距离:≥25mm/kV。
(3)充气式套管。
在二(四)2(8)已介绍。
(三)特高压交流避雷器
1.结构类型避雷器性能是变电站其他设备绝缘水平设计制造的基础。20世纪80年代以来,无间隙金属氧化物避雷器(简称MOA)得到广泛应用,与之前的阀式(普通阀式和磁吹阀式)避雷器相比,MOA具有保护性能好,反应速度快,通流能力大,动作次数多,运行安全可靠等诸多优点,由氧化锌电阻片、绝缘件和绝缘外套等组件构成。因此,特高压交流避雷器选择无间隙金属氧化物避雷器。在确定避雷器性能上,有以下几个重要的关系:
(1)从保证避雷器运行安全方面考虑,其持续运行电压应不小于系统最大运行相电压。
(2)从保证避雷器不会老化太快方面考虑,其额定电压应不小于持续运行电压的1.25倍。
(3)避雷器在标称电流(雷电流)下的残压,等于额定电压(峰值)乘以保护比。目前避雷器保护比约等于1.6～1.7。
特高压交流避雷器外形见图1-25。
图1-25 特高压交流避雷器外形图
2.主要参数(单相)
同二(四)2(7)——母线氧化锌避雷器。
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