9 过电压保护和绝缘配合

9.0.1  1000kV系统的过电压保护和绝缘配合设计，除应满足本规定要求外，应满足现行国家标准《1000kV特高压交流输变电工程过电压和绝缘配合》GB/Z 24842的有关规定。

9.0.4  系统研究表明，1000kV输变电系统中采用的限制系统过电压的方法为：采用1000kV并联电抗器限制工频过电压；采用装有合闸电阻的断路器限制操作过电压；采用金属氧化物避雷器限制雷电过电压，并作为限制操作过电压的后备保护。

    根据1000kV系统无功补偿研究的相关结论，1000kV输变电系统中1000kV并联电抗器的补偿度按85％～90％考虑。根据系统分析计算，特高压交流试验示范工程中，在晋东南-南阳和南阳-荆门线路两端各设1组1000kV并联电抗器，分别安装在3个变电站(开关站)。晋东南站1组1000kV并联电抗器容量为3×320Mvar，南阳站两组1000kV并联电抗器容量均为3×240Mvar，荆门站1组1000kV并联电抗器容量为3×200Mvar。1000kV并联电抗器中性点经电抗接地，中性点接地电抗值按100％补偿相间电容原则进行选择。

    根据系统过电压分析计算，1000kV输变电系统中需采用装有合闸电阻的断路器和额定电压为828kV的金属氧化物避雷器限制合闸和单相重合闸操作过电压。同时分析计算表明，当合闸电阻阻值在400Ω～600Ω时，系统操作过电压均可限制在合理范围之内，合闸电阻投入时间8ms～11ms。在特高压交流试验示范工程中，1000kV断路器采用的合闸电阻阻值分别为600Ω(晋东南站)、580Ω(南阳站)、560Ω(荆门站)，合闸电阻投入时间8ms～11ms。

    金属氧化物避雷器是限制变电站过电压水平的有效手段之一。科研单位对1000kV变电站/开关站近区雷电侵入波过电压进行了分析计算，根据计算结果，1000kV配电装置避雷器采用如下配置：每回1000kV出线安装1组避雷器；GIS/HGIS管道与架空线路的连接处不单独装设避雷器；线路侧避雷器布置在电压互感器和1000kV并联电抗器之间；主变压器高、中、低压侧均装设避雷器，主变压器高压侧套管接线端子与高压侧出口处避雷器接线端子之间沿导体的距离不大于20m。

9.0.5  经计算，变电站母线侧避雷器额定电压为828kV，变电站线路侧避雷器额定电压为888kV。但是，幅值在1.3p.u.～1.4p.u.之间的工频过电压持续时间短，额定电压828kV的金属氧化物避雷器完全可以承受，而且有足够裕度。因此，全站可以采用单一额定电压为828kV。的金属氧化物避雷器，从而降低了特高压变电站设备绝缘水平。

9.0.6  根据1000kV试验示范工程相关课题的研究成果，参照IEC标准中的相关规定，同时参考国内外超高压输变电工程运行经验和电气设备制造经验，确定了我国1000kV电气设备的额定绝缘水平。

    1  工频暂态过电压下的绝缘水平。设备工频短时耐受电压的安全因数为1.15，为保证变压器内绝缘在正常运行工频电压作用下的工作可靠性，应进行长时间(5min)工频耐压试验。变电站电气设备承受一定幅值和时间的工频过电压和谐振过电压的要求。

    2  操作过电压下的绝缘水平：

        1) 内/外绝缘。变电站的相对地统计操作过电压 U_s以1.60p.u.计，参照IEC 60071-2《绝缘配合  第2部分：应用导则》推荐方法进行计算，线路侧和母线侧设备的操作耐受电压均可选1800kV。

        2) 纵绝缘。开关设备(断路器、隔离开关)纵绝缘(指断口间)的额定操作冲击耐受电压由两个分量组成，其一为相对地的操作冲击电压，可取1675kV；另一为反极性工频电压，其幅值为，可取900kV。

    3  雷电过电压下的绝缘配合：

        1) 内/外绝缘。根据1000kV变电站最大侵入波过电压计算值，选择设备雷电冲击耐受电压绝缘水平。其中，内绝缘的绝缘裕度大于或等于1.15，外绝缘大于或等于1.05。

        2) 纵绝缘。开关设备的纵绝缘(指断口间)的额定雷电冲击耐压电压由两个分量组成，一为相对地的额定雷电冲击耐受电压；另一为反极性的工频分量，其幅值为。出现工频分量幅值大于的概率为25％，因此工频幅值采用，约为900kV。

        3) 变压器、并联电抗器及电流互感器截波额定雷电冲击耐压取相应设备全波额定雷电冲击耐压的1.1倍。

        中性点绝缘水平与1000kV并联电抗器及其接地电抗器电抗值、中性点避雷器参数以及中性点过电压水平有关，应结合工程计算确定。