高电压技术5.1

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1、第五章电力系统内部过电压及其限制措施内部过电压：在电力系统内部，由于断路器的操作或发生故障，使系统参数了发生变化，引起电磁能量的转化或传递，在系统中出现的过电压。类型：（1）操作过电压(持续时间0.1S以下)（2）工频过电压(持续时间较长)（3）谐振过电压(持续时间较长)特点：（1）过电压的能量来源于电网本身。（2）过电压的幅值与电网的工频电压大致有一定的倍数关系，通常以系统的最高运行相电压为基础计算过电压倍数K。5.1电力系统工频过电压一、工频过电压的产生可能在电力系统正常运行或故障时产生，如：空载长线路末端电压的升高。发生单相接地故障时，非

2、故障相电压的升高。甩负荷发电机转速增加引起的工频电压升高。二、特点1、过电压倍数不大，对正常绝缘的电气设备一般没有威胁。2、在高压输电中是确定系统绝缘水平的重要因素。伴随着工频电压的升高直接影响操作过电压的幅值。工频电压升高是决定保护电器工作条件的重要因素（如单相接地时非故障相电压升高，使避雷器的灭弧电压升高）。工频电压升高持续时间长，将严峻考验设备的绝缘。如油纸绝缘内部游离、绝缘子闪络或沿面放电、铁芯过热、电晕等5.1.1空载长线路电容效应引起的电压升高一般输电线路XC>>XL，线路末端电压高于首端电压，线路越长，末端电压越高，这种现象是由于

3、电容性电流造成的，称为电容效应。5.1.1空载长线路电容效应引起的电压升高5.1.1空载长线路电容效应引起的电压升高在电力系统运行中要注意：单电源供电线路，估算最严重的工频电压升高，应取最小电源容量为依据。双电源供电线路中，为避免严重的工频电压升高，应使线路两端的开关按一定的操作顺序，即在电源容量大的一侧先合闸，电源容量小的一侧先分闸。例5-1P1255.1.2不对称短路引起的工频电压升高系统发生单相或两相接地故障时，非故障相（健全相）上工频电压将升高。单相接地时，故障点各相的电压、电流不对称，使用对称向量法分析单相接地时工频电压升高：假设A相

4、接地，健全相B、C相的电压可求出：对于电源容量较大的系统，上式可改写成公式5-6，并求出K(1)--单相接地系数，表征单相接地故障时，健全相的对地最高工频电压有效值与无故障时对地电压有效值之比。5.1.3甩负荷引起的工频电压升高当输电线路传输较大容量功率，断路器因为某种原因而突然跳闸甩掉负荷时，会在发电机内引起一系列机电暂态过程，是造成工频电压升高的又一原因。5.1.3甩负荷引起的工频电压升高当发电机突然甩负荷时，将造成线路工频电压升高。1、电磁暂态过程：励磁绕组的磁通来不及变化，发电机负荷电感电流对发电机主磁通的去磁作用消失，而空载线路的电容

5、电流起助磁作用，导致电压升高。2、机械暂态过程：突然甩有功负荷，发电机的调速器有一定惯性，短时间内输入原动机的功率不会减少，主轴有多余功率，转速增加，电压增加，并且伴随着频率的增加加剧了线路的电容效应,即：运行经验表明：220KV及以下电网一般不需要采取特殊限制措施；220KV及以上电网需要考虑，伴随着雷闪过电压和操作过电压采取限制措施，使工频电压升高限制在1.3~1.4倍以下。5.1.4工频电压升高的限制措施1、利用并联电抗器补偿空载线路的电容效应。当线路末端并连电抗器XR，相当于减小了线路长度，降低了电压传递系数。5.1.4工频电压升高的限

6、制措施例5-3:并联电抗器的感性无功补偿线路的容性无功，相当于减少了线路长度，降低了空载长线末端电压升高值。2、利用静止补偿器调节系统无功，控制系统电压。并联电抗器需要消耗系统大量的无功功率，造成不必要的浪费，改用静止补偿装置，也可限制工频电压升高，且时间响应快、维护简单、可靠性高。3、采用良导体地线降低输电线路零序阻抗(架空地线)。故障点健全相电压的升高，与故障点看进去的X0/X1比值有关。X0、X1包括发电机的暂态电抗、变压器的漏抗、线路的阻抗，用良导体接地，可减少X0值，改变X0/X1比值（如有避雷线X0/X1=3，无避雷线X0/X1=3

7、.5），降低K⑴，限制工频过电压。计算表明，电源容量越大，良导体地线降低工频过电压越明显。