2011第11章电力系统内部过电压(11-2)

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1、四.电弧接地过电压2.过电压的形成(工频熄弧理论)3.影响因素4.实测过电压的大小和危害性11.3谐振过电压一.线性谐振过电压二.铁磁谐振过电压四.电弧接地过电压(发生在中性点不接地系统)自熄电流:3~10KV30A35~60KV10A2.过电压的形成(工频熄弧理论)电弧接地过电压，非故障向最高达3.5故障相最高达2A相接地B(C)相过电压2.5A相工频电流过零,电弧熄灭A相:B(C)相:A相电压达2UxgB(C)相:过电压3.5第一次重燃A相接地B(C)相过电压2.5A相工频电流过零,电弧熄灭A相:B(C)相:A相电压达

2、2UxgB(C)相:过电压3.5第一次重燃3.影响因素⑴重燃和熄弧的随机性⑵振荡有阻尼,残余电荷有泄漏⑶相间电容的影响第一次重燃时:B相:C0与C12并联,电荷重新分配B相初始值∴过电压下降35~60KVC0≈4C124.实测过电压的大小和危害性一般小于而中性点不接地系统绝缘水平为∴危害性不大(其持续时间较长对老设备有危害)5.限制措施1)加强绝缘监督2)分网运行3)利用改善功率因素的电容器组(接于线间)4)加装消弧线圈补偿电容电流降低弧道恢复电压升高速度保证熄弧在实际电网中发生电弧接地时，熄弧和重燃是随机的，并不像上述那

3、样恰好在形成最大振荡电压时发生。另外，尚应考虑线路相间电容的影响、绝缘子链泄漏残留电荷的影响以及网络损耗电阻对过渡过程振荡的衰减作用等。我国实测电弧接地过电压倍数最大为3.2，绝大部分均小于3.0。由于这种过电压的幅值并不太高，所以变压器、各类高压电器和线路的正常绝缘是能承受这种过电压的。但是这种过电压的持续时间较长，而且遍及全网，对网内装设的绝缘较差的老设备、线路上存在的绝缘弱点、尤其是由发电机电压直配的电网中绝缘强度很低的旋转电机等，都将存在较大的威胁，在一定程度上会影响电网的安全运行。经验证明，由这种过电压所造成的设

4、备损坏和大面积停电事故在我国时有发生，因此，仍需给予足够的重视。为防止电弧接地过电压所产生的危害，主要要求电气设备应具有良好的绝缘。为此，应加强绝缘监督工作，及时发现隐患。若线路过长，而运行条件许可时，可采用分网运行的方式，以便减小接地电流和有利于接地电弧的自熄。11.3谐振过电压谐振：系统中电感、电容元件形成的多种频率的振荡回路中,当外加的强迫振荡频率等于振荡系统中的某一自由振荡频率时,出现的周期性或准周期性的谐振现象。性质：稳态危害：幅值的大小持续的时间长系统元件RLC①变压器的漏感,线路电感—线性②变压器的励磁电抗—

5、非线性③水轮发电机正常工作时的同步电抗—Xd~Xq间周期性变化（1）线性谐振谐振回路由不带铁芯的电感元件（如输电线路的电感、变压器的漏感）或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件（如消弧线圈，其铁芯中有气隙）和系统中的电容元件所组成。在正弦电源作用下，当系统自振频率与电源频率相等或接近时，将产生线性谐振，其过电压的幅值只受到回路中损耗（电阻）的限制。但有些情况下，由于谐振时电流的急剧增加，回路中的铁磁元件趋于饱和，使系统自动偏离谐振状态而限制其过电压幅值。实际电力系统中，往往可以在设计或运行时避开这种谐振，因此完全满足线性谐振

6、的机会是很少的。但是，即使在接近谐振条件下，往往也会产生很高的过电压。（2）铁磁谐振（非线性谐振）（3）参数谐振一.线性谐振过电压当时，即特点：1.非谐振点上也有过电压2.过电压受电阻R限制3.过电压值随参数连续变化二.铁磁谐振过电压1.铁磁谐振的一般特性忽略回路电阻铁磁谐振的特性⑴谐振参数是一个范围⑵在一般情况下，谐振需要外界“激发”⑶C值太大时，出现谐振的可能性减小⑷过电压主要受电感非线性特性的限制(小于电源电压的三倍)但电流却可能很大⑸谐振状态能自保持⑺在工频电压作用下，回路中可能出现谐波谐振条件：即：⑹从感性到容性

7、是“突变”，电压、电流要“翻相”—小型电动机反转、、、、高频谐振分频谐振基频谐振……计入电阻R三.参数谐振过电压当同步发动机接有容性负荷（如空载线路）时，由于容性电流的助磁作用，如果参数配合不当，即使激磁电流很小，甚至为零（零起升压），也会使发电机的端电压和电流急剧上升，最终产生很高的过电压，使与其他电机的并联运行成为不可能，这种现象称为电机的自励磁，所产生的自激磁过电压称自激过电压。电机的自励磁现象就其物理本质来说是由于电机旋转时电感参数发生周期性变化，与电容形成参数谐振而引起的。三.参数谐振过电压三.参数谐振过电压作业

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