操作过电压-切空线

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1、第11讲操作过电压-切除电容性负荷过电压屠幼萍80795842typ@ncepu.edu.cn切除电容性负荷过电压原因是分闸过程中触头间电弧重燃现象所引起的超高压系统中这类过电压已得到有效控制。断路器制造水平的提高；并联电阻的采用，在切断小的电容电流时（几十安到几百安）已可基本做到不重燃220kV以下系统仍有一些老的断路器在运行，如用真空开关切电容器组有重燃，仍会出现这种过电压，倍数高达3倍以上，持续时间长达0.5~1工频周期1.过电压产生原理L1：电源等值漏感L2：线路电感C1：母线侧对地电容C2：线路电容e(t)：电源电势开断空载线路等值电路切空线过电压

2、发展过程t1：第一次熄弧t2：第一次重燃t3：第二次熄弧t4：第二次重燃t5：第三次熄弧t1时刻：断路器的工频电流（容性电流）过零，电弧熄灭，此时电容C上的电压为负的最大值t2时刻（过半个周期）：恢复电压最大达到（2Em）。如果断路器断口处介质强度恢复很快，电弧从此熄灭，分闸过程结束，不会产生过电压，否则可能重燃不考虑线路上残余电荷泄漏，断路器触头间恢复电压Ur(t)为按最严重情况考虑：当恢复电压达2Em时重燃，是一个初始值为Uc(0)=-Em的重合闸过程，过电压达到3Em重燃后，伴随高频振荡电压的出现，回路中流过容性的高频电流，当Uc达到3Em时，高频容性

3、电流恰好过零。电弧可能再次熄灭，电容C上将留有数值为3Em的残压再过半个周波，此时Ur(t)达４Em。重燃后，过电压可达-5Em（-2Em-3Em）依次类推，每隔半个工频周期就重燃一次和熄弧一次，过电压将按7Em，-9Em逐次增加，直到触头间已有足够的绝缘强度，电弧不再重燃为止切空线过电压发展过程t1：第一次熄弧t2：第一次重燃t3：第二次熄弧t4：第二次重燃t5：第三次熄弧t3：3Emt4：-Em重燃时过电压最大：5Em发生了两次重燃，最大过电压倍数为2.72少油断路器切除220kV、330km长线路时实测波形鄂赣1回500kV、236km线路

4、（降压220kV运行），对切除空载线路过电压进行了统计计算，统计100次，计算结果列于表1和表2Uc为2%统计过电压2.影响因素断路器触头重燃、熄弧具有明显的随机性分闸时，不一定每次都重燃，即使重燃也不一定在电源到达最大值并与线路残压极性相反时发生。如果重燃提前发生，振荡振幅和相应的过电压随之降低当重燃在断弧后的1/4工频周期内产生，则不会引起过电压2.影响因素断路器触头重燃、熄弧具有明显的随机性熄弧不一定在高频电流第一次过零时发生，在第二次过零或更后的时间才被切断，线路上残余电压大大降低，断路器触头间的恢复电压和重燃过电压都大大减小2.影响因素断路器的性能

5、自能式断路器（如多油断路器和老式的少油断路器）开断小电流时，灭弧室压力低，熄弧后介质强度恢复慢，易发生多次重燃（6~7次）。恢复电压低时重燃过电压低，但重燃次数多增加了高幅值过电压出现的可能性电网中性点接地方式切空线过电压幅值概率曲线１－中性点非直接接地系统２－中性点直接接地系统2.影响因素中性点不直接接地系统，由于三相分闸的不同期(3ms)，形成瞬时的不对称结构，中性点电位发生偏移，熄弧重燃过程变得复杂，在不利情况下，过电压比中性点直接接地系统高20％大量现场试验表明：不超过3p.u.、不超过4p.u.Y电网接线方式220kV切空线过电压倍数K的统计曲线１

6、－无电磁式电压互感器２－有电磁式电压互感器2.影响因素线路侧装电磁式PT时，断路器灭弧后，线路残余电荷经PT阻尼振荡释放。其直流电阻约315k，几个工频周期内残余电荷释放掉，降低了重燃过电压，甚至可避免重燃电网接线方式2.影响因素线路的电晕损失，同样是降低过电压的有利因素母线上有其他出线或大电容时使过电压降低，相当于图中C1值增大，重燃时电荷分配，降低空载线路的初始电压，另外，出线的有功负荷，增强了阻尼效应，降低重燃过电压3.限制措施改进断路器结构产生过电压的根本原因是断路器的重燃，改进断路器结构，提高触头间介质强度的恢复速度，避免重燃，可从根本上消除这

7、种过电压采用外能式方法灭弧（采用SF6，压缩空气，带压油活塞的少油断路器），切除空载线时可能做到不重燃，老式的少油断路器或多油断路器还存在重燃采用并联电抗器3.限制措施降低重燃后的工频稳态分量，并使断弧后线路上残压不再是直流电压，而是交流衰减正弦电压，其角频率为分闸后触头间的恢复电压为拍频振荡，上升速度大为降低，可避免电弧重燃QL：电抗器容量QC：线路充电功率先断主触头DL1，将R串入回路：一是泄放残余电荷，二是降低触头间电压，此过程希望R值小经1.5～2周波，再断开辅助触头DL2，此过程希望R大，电容上分压小，恢复电压小，不易重燃装分闸并联电阻3.限制措施

8、第一阶段：t=t1工频电流过零值熄弧，C0上电压为最