高电压技术14.内部过电压概论

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1、内部过电压概论一、内部过电压的分类内部过电压的定义电力系统中由于断路器操作、故障发生及消失或其他原因，使系统参数发生变化，引起电网内部电磁能量转化或传递所造成的电压升高通过电容的静电耦合和互感的电磁耦合，在相邻送电线路之间或变压器绕组之间导线的折断非线性电感（磁饱和现象）满足谐振的条件内部过电压的特点过电压的能量来源于系统本身，其幅值与系统标称电压成正比，用Kn表征过电压的高低影响因数有系统结构、中性点运行方式、元件的性能参数、故障性质及操作过程等系统参数变化的原因是多种多样的，因此内部过电压的幅值、振荡频率、持续时间不相同内部过电压的分类操作过电

2、压因操作或故障引起的暂态电压升高暂时过电压暂态电压后出现的持续时间较长的工频电压升高或谐振现象，过电压具有稳态性质工频过电压在正常或故障时出现幅值超过最大工作相电压、频率为工频或接近工频的电压升高，或称工频电压升高谐振过电压由于操作或故障使系统电感元件与电容元件参数匹配时，发生谐振，产生过电压内部过电压二、工频过电压概述工频过电压的定义在正常或故障时出现幅值超过最大工作相电压、频率为工频或接近工频的电压升高，或称工频电压升高工频过电压的分类按产生的原因分类有空载长线路的电容效应不对称接地故障负荷突变工频过电压的分类空载长线路的电容效应当首端的输入阻

3、抗为容性，计及电源内阻抗的影响(感性)时，不仅使线路末端电压高于首端，而且使线路首、末端电压高于电源电动势以单相接地故障最为常见，且引起的工频电压升高也最严重不对称接地故障负荷突变断路器跳闸前输送负荷的大小、空载长线路的电容效应、发电机励磁系统及电压调整器的特性、原动机调速器及制动设备的惰性讨论工频过电压的意义1母线侧1.3p.u.线路侧1.4p.u.直接影响操作过电压的幅值（前合闸案例）持续时间长的工频电压升高仍可能危及设备的安全运行（油纸绝缘局放、绝缘子污闪、电晕等）在超高压系统中，为降低电气设备绝缘水平，不但要对工频电压升高的数值予以限制，对

4、持续时间也给予规定500kV空载变压器1.3p.u.允许持续1min500kV并联电抗器1.4p.u.允许持续1min讨论工频过电压的意义2决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依据13、6、l0kV系统工频电压升高可达系统最高运行线电压的1.1倍，避雷器的额定电压（灭弧电压）规定为系统最高运行线电压的1.1倍，称为110％避雷器例如10kV系统的最高运行线电压按1.15Ue考虑，避雷器的额定电压（灭弧电压）为12.7kV决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依据235~60kV系统，工频电压升高可达系统的最高运行线电压，避雷器的额定电压（灭弧电压）规

5、定为系统最高运行电压的100％，称为100％避雷器例如35kV阀型避雷器的额定电压（灭弧电压）为41kV110、220kV系统，工频电压升高可达系统最高电压的0.8倍，避雷器的额定电压（灭弧电压）则按系统最高电压的80％确定，称为80％避雷器例如：FZ-110J的灭弧电压为100kV决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依据3330kV及以上系统，输送距离较长，计及长线路的电容效应时，线路末端工频电压升高可能超过系统最高电压的80％，则根据安装位置的不同分为：电站型避雷器（即80％避雷器）及线路型避雷器（即90％避雷器）两种工频过电压的限制措施装设并

6、联电抗器：电抗器的感性无功功率部分地补偿了线路的容性无功功率可同时降低线路首端及末端的工频电压升高选择合适的电抗器容量和位置来控制工频电压升高在允许范围内500kV、336km空载线路合闸过电压倍数K随时间的变化曲线合闸后0.1秒内的电压升高：是高幅值、强阻尼、高频率的操作过电压0.1秒至1秒内的电压升高：是由于发电机的调压装置的惰性和线路的电容效应，称为暂时工频电压升高大于1秒后，发电机自动电压调整器发生作用，电压下降，2、3秒后，系统进入稳定状态，这时主要是长线路电容效应引起的稳态工频电压升高三、谐振过电压概述谐振过电压特点及分类电感元件：电

7、力变压器、互感器、发电机、消弧线圈、电抗器、线路导线电感等电容元件：线路导线对地和相间电容、补偿用的并联和串联电容器组、高压设备的杂散电容当系统进行操作或发生故障时，电感、电容元件可形成各种振荡回路，如某一自由振荡频率等于外加强迫频率，发生谐振，系统元件上出现过电压谐振是一种周期性或准周期性的运行状态，直到破坏谐振的条件出现谐振过电压的严重性既取决于它的幅值，也取决于它的持续时间谐振过电压危及电气设备的绝缘持续的过电流烧毁小容量的电感元件，还影响保护装置的工作条件，如避雷器的灭弧条件系统中的有功负荷是阻尼振荡和限制谐振过电压的有利因素对应三种电感参

8、数，在一定的电容参数和其他条件的配合下，可能产生三种不同性质的谐振现象线性谐振铁磁谐振参数谐振线性电感非线性电感周期性变化