GB T 3114-2010 铜及铜合金扁线.pdf
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1、GB ICS 29.080.01 K 48 和国国家标准-H: ./、中华人民GB/T 31 1. 4-2010 绝缘配合部分:电网绝缘配合及其第4模拟的计算导则Insulation co-ordination一Part 4: Computational guide to insulation co-ordination and modeling of electrical networks (lEC 60071-4: 2004 , MOD) 2011-05-01实施2010-11-10发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检茂总局中国国家标准化管理委员会乌鲁苦窑,f/结队s m唰立二厅die
2、 -aMF jg晴、GB/T 31 1.4-2010 目次前言.VII I 范围-2 规范性引用文件-3 术语和定义4 符号和缩写-5 过电压的类型.6 研究类型6. 1 暂时过电压(TOV). 6.2 缓波前过电压(SFO)6. 3 快波前过电压(FFO)6.4 特快波前过电压(VFFO)7 网络元件的表示和数值处理7. 1 概述67.2 数值处理.7.3 架空线路和地下电缆的表示87.4 计算暂时过电压时电网元件的表示7.5 计算缓波前过电压时的电网元件的表示127.6 计算快波前瞬态时电网元件的表示. 7.7 计算特快波前过电压时网络元件的表示238 暂时过电压分析258. 1 概述25
3、8.2 暂时过电压的快速估算258. 3 暂时过电压的详细计算. 9 缓波前过电压分析279.1 概述279.2 SFO研究的快速方法289. 3 采用的方法289. 4 统计法导则mm 快波前过电压(FFO)分析3010.1 概述3010.2 统计法和半统计法的应用导则11 特快波前过电压(VFFO)的分析3411. 1 概述11. 2 研究的目的3411. 3 VFFO的产生和类型MGB/T 31 1.4-2010 11. 4 研究用导则12 模拟计算示例.12. 1 概述-12.2 示例1.包括长线在内的大型输电系统的TOV3612.3 示例2(SFO)一一500kV线路充电(合闸)38
4、12. 4 示例3(FFO)一一500kV GIS变电站的雷电防护u12.5 工况4(VFFO)一一765kV GIS中瞬态的模拟45附录A(资料性附录)架空线路和地下电缆的表示. A.1 单导体线路的精确H模型A.2 常规H回路65A.3 行波法:常电感的单相无损线.66 A.4 与频率相关的单导线线路模型A.5 多导体线路的模型A. 5. 1 模型参数.66 A. 5. 2 转换矩阵的近似附录B(资料性附录)断路器电弧模型68B.1 开断步骤 68 B.2 电弧的数学模型. 68 B.3 回路断开的特殊情况. B. 3.1 开断线路故障. B. 3. 2 开断小电感电流 附录C(资料性附录
5、)计算电力系统设备雷害故障率的概率法70C.1 简介 70 C.2 概率模式的确定 70 C.2.1 雷击点 70 C.3 强度函数的计算和故障域的确定(见图C.l)C.4 故障率的积分计算C.5 预期的年故障次数附录D(资料性附录)计算示例5(TOV)-400kV /200 kV输电系统中线路和电抗器间的谐振74D.1 输入参数和模拟74D. 1. 1 线路图74D. 1. 2 线路参数74D. 1. 3 发电机74D. 1. 4 变压器74D. 1. 5 电抗器D.2 方法 76 D.3 结果和解释76附录E(资料性附录)计算示例们SFO)因SFO引起的气体绝缘线路故障率的计算79E.1
6、输入的数据和模型E. 1. 1 线路图(图E.l) 79 H GB/T 31 1.4-2010 E. 1. 2 电源 79 E. 1. 3 避雷器(7.5.11) 79 E. 1. 4 断路器 80 E. 1. 5 架空线路和气体绝缘线路(GIL)80E. 1. 6 残余电荷(7.5.2)80E.2 采用的方法 80 E.3 系统结构 m E.4 结果和分析 m E.5 故障率计算 m E.6 建议 M 附录F(资料性附录)计算示例7(FFO)开合小电感电流时的高频熄弧86F.1 试验 F.2 模拟的输入数据和模型F.2.1 电弧模型和电弧参数.:. . . 86 F.2.2 模拟电路 87
7、F.3 结果和说明 88 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 图1过电压的类型(特快波前过电压除外)图2用于电感的阻尼电阻u图3用于电容的阻尼电阻u图4非线性元件稳态计算假定条件的示例.48 图5交流电压等效回路. . . . . . . . 48 图6动态电源模型48图7线性网络的等效表示49图856J中负载的表示49图9同步电机的表示.49 图10统计开关使用的双分布图解. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 图11多段输电杆塔口町,H=l十l2+l3十 50 图12电晕支路模型的示例日图1
8、3伏秒特性曲线的示例51图14双斜线波形52图15CIGRE的中凹波形 52 图16接地电极的简化模型53图17一个变电站纵深的网络模拟示例. 53 图18两个变电站纵深的网络模拟示例53图19统计法和半统计法的应用53图20电气几何模型的应用54图21考虑到两个随机变量(雷击电流最大值和破坏性电压)的临界函数54图22GIS和空气的界面处:外壳和地之间的榈合(Z3),架空线路和地之间(Z2)以及母线导体和外壳之间(Z)33J54图23试验系统的单线图皿GB/T 31 1.4-2010 图24系统暂态稳定计算得到的CHM7、LVD7和CHE7处的TOV 56 图25系统暂态稳定模拟得到的第1、
9、第2和第3电源中心的发电机频率56图26动态电源模型的方框图55J图27LVD7处的TOV-具有588kV和612kV固定连接的避雷器的电磁瞬态模拟57图28CHM7处的TOV-具有588kV和612kV固定连接的避雷器的电磁瞬态模拟57图29LVD7处的TOV-具有484kV自动投切的金属氧化物避雷器的电磁瞬态模拟58图30CHM7处的TOV-具有484kV自动投切的金属氧化物避雷器的电磁瞬态模拟 58 图31系统的模拟.四图32辅助触头和主触头59图33具有残余电荷和合闸电阻的配置中的相对地过电压累积概率函数和绝缘放电概率示例59图341 000次操作的故障次数与设备耐受电压之间的关系图3
10、5用于雷击研究的500kV GIS变电站的电路图60图36雷电流的波形.图37一个GIS段(节点)故障和安全状态的界面的近似表示.图38联合概率密度函数等值曲线图39具有合闸隔离开关的765kV GIS的单线图(仅用粗线表示的GIS部分对此处模拟的瞬态现象是重要的;图40中的某些点也在此处表示出)62图40研究瞬态现象的765kV GIS部分的模拟图62图414 ns的斜波图42开关操作表1过电压的类别和形状标准电压波形和标准耐受试验4表2最严重的过电压类型和产生它们的工况之间的对应关系表3现行的架空线路和地下电缆模型的应用和限制条件8表4文献59J建议的对应于不同结构的L矶和DE值四表5摘自
11、文献44J的变压器对地最小电容20表6摘自文献28J的典型变压器类设备对地电容20表7摘自文献2町的断路器和隔离开关对地电容20表8首次负极性下行雷击的表示21表9首次负极性下行雷击的半峰值时间表10负极性下行随后雷击的表示.表11负极性下行随后雷击的半峰值时间.表12VFFO研究中元件的表示24表13FFO研究方法的类型 n 表M电源侧参数38表15避雷器的特性m表16并联电抗器的特性.表17断路器的电容40表18残余电荷40表19系统结构40表20记录的过电压u表211 000次操作的故障次数表22系统的模型42N GB/T 31 1.4-2010 表23应用EGM法需要的数据u表24峰值
12、电流分布u表25两条架空进线上不同区段的雷击次数. . . . . . . . . . . . . . . . 43 表26GIS破坏性放电电压分布和雷电流峰值分布的参数44表27FORM的风险估算(杆塔接地电阻=10m u 表28对于GIS口的故障率估算表29GIS元件的模拟:765kV GIS的数据.V GB/T 31 1.4-2010 目U昌本部分使用重新起草法修改采用IEC60071-4:2004 (绝缘配合第4部分:绝缘配合和电网模拟的计算导则)(英文版)。本部分按照GB/T1. 1-2009和GB/T20000. 2-2009给出的规则起草。本部分与IEC60071-4: 2004
13、的主要技术性差异及其原因如下:3.17代表性雷电流中用雷电流最大值代替雷电流最小值0IEC 60071-4: 2004编辑性错误,故进行了修改;一一7.6.3.3感性支路中用0.5H/m代替1H/m飞根据我国经验,1H/m数值偏大,故进行了修改;删除了7.4. 3. 1 使用PI模型的建议的条标题一行。因7.4.3中无7.4. 3. 2,不符合GB/T 1. 1-2009的相关规定。故进行了编辑性修改;在7.6.5.1.4中增加注2:7. 6. 5. 1. 3和7.6.5.1.4介绍的方法是针对标准大气条件的,未考虑海拔高度的影响,不宜直接应用于工程。因为IEC60071-4的7.6.5.1.
14、3采用面积标准的空气间隙模型和7.6.5.1.4基于表示先导传播的空气间隙模型介绍的方法均是针对标准大气条件而言的,未考虑海拔高度的影响,不能直接应用于工程。故加注予以说明以提高可操作性。另原7.6.5.1.4中的注顺延为注1。一一一在7.6.7变压器的表6中增加电压等级500kV变压器类设备典型对地电容数据。以适应我国的实际需要,提高可操作性。一一在7.6.8断路器和隔离开关的表7中增加电压等级500kV断路器和隔离开关类设备典型对地电容数据。以适应我国的实际需要,提高可操作性。7.6.9雷击 删除认为雷电统计对全世界是相同的。一句。此话不严格,因为不同地区、不同国家的雷电流幅值的分布概率有
15、较大的差异。 增加注:需注意地闪密度监测灵敏度应和雷电流幅值的监测灵敏度一致,否则会带来误差。7.6.9.3表示首次负极性下行雷击的概率分布 删除了也可以采用某些国家使用的一些已有的经验公式。一行。不适用故删除。 增加注:根据我国的实际测量数据,我国大部分地区防雷计算中的雷电流幅值的分布采用!gP( If) = - Ir/88 ,陕南以外的西北地区、内蒙古自治区的部分地区(这类地区的平均年雷暴日数一般在20及以下)少雷地区的雷电流幅值减半.!gP(If)=-If/44。因为不同地区、不同国家的雷电流幅值的分布概率有较大的差异,而IEC60071-47.6.9.3仅介绍了IEEE提出的一个关于电
16、流幅值的分布的简化公式,不完全适用于我国,故增加注释标明我国的实际以提高可操作性。一一-10.1.3确定性法中用最大雷电流代替最小雷电流0IEC 60071-4: 2004编辑性错误,故进行了修改;在10.2.2需要的数据中增加一一塔头空气间隙的放电特性户,计算需要。7一在12.3. 1. 4表15避雷器的特性中用持续运行电压U,的数据324kV代替350kV,用操作冲击残压U(2kA)的数据907kV代替操作冲击残压U(1kA)的数据864kV。以适应我国的实际需要,即符合GB11032的相关规定。飞EGB/T 311 .4-2010 附录A A.3行波法:常电感的单相元损线中用公式V(x,
17、t) + Z cI(x , t) = 2 X ZCFl (x-ut)代替V(t) + Zc l(t) =2 X ZCFl (x-ut)。. A.4与频率相关的单导线线路模型中用公式V1(t) - F-1 (ZC) X 11 (t) =F-1 (e1) X (V2 (t)十F-1(ZC) X 12 (t)代替V1(t) - F-1 (ZC) X 11 (t) =F一1( e - yl ) X (V 1 (t)十F-1(Zc) X 12(t)。dV(,x) _ 7/ L T / L , dl(,x)一 A.5.1模型参数中用公式一=Z()l(,x);- _. d; =y()V(,x)代替dV(,x
18、) / .T/. dl(,x) 一一一一一=Z()l(户);-IJ一=y(户)V(抖。dx IEC 60071-4:2004编辑性错误,故进行了修改。一一一本部分与IEC60071-4: 2004的上述主要差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置的垂直单线(1)进行了标示。本部分中的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E、附录F为资料性附录。本部分由中国电器工业协会提出。本部分由全国高电压试验技术和绝缘配合标准化技术委员会(SAC/TC163)归口。本部分负责起草单位:国网电力科学研究院、西安高压电器研究院有限责任公司。本部分参加起草单位:河南平高电气股份有限公司、山东电力研究院、湖南省电力试
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- GB 3114 2010 铜合金
