特高压电网内部过电压及其限制措施

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1、特高压电网内部过电压及其限制措施陈维江武汉高压研究所2005/11/202004-12-141内部过电压的分类暂时过电压工频过电压谐振过电压操作过电压接地短路过电压合闸过电压单相重合闸过电压分闸过电压故障清除过电压潜供电弧与恢复电压2004-12-142工频过电压产生的原因包括空载长线路的电容效应、不对称接地故障引起的健全相电压升髙、甩负荷等，和系统结构、容量、参数及运行方式有关。一般工频过电压的幅值不高，但持续时间较长。工频过电压在超、特高压电网中有重要影响：直接影响操作过电压的幅值；是避雷器额定电压选择的重要依据；影响电气设备

2、的耐压水平。工频过电压2004-12-143电力系统中由于出现串、并联谐振而产生的过电压称为谐振过电压。工频谐振参数谐振谐振过电压对电网安全危害较大，应在电网建设和运行中设法避免。谐振过电压2004-12-144操作过电压电力系统中的电容、电感均为储能元件，当操作或故障使其工作状态发生变化时，将有过渡过程产生。在过渡过程中，由于电源继续供给能量，而且储存在电感中的磁能会在某一瞬间转化为以静电场能量的形式储存于系统的电容之中，所以可产生数倍与电源电压的操作过电压。操作过电压幅值高、持续时间短，决定着输变电设备的绝缘水平。2004-1

3、2-145潜供电弧与恢复电压潜供电弧是在单相接地故障发生后，故障相两端断路器跳开，由健全相通过相间电容和互感向故障点提供电流（称之为潜供电流）引起的电弧。潜供电流由静电耦合产生的电容分量（横分量）和电磁耦合产生的电感分量（纵分量）两部分构成。恢复电压是在潜供电弧熄灭后瞬间出现在弧道上的电压。2004-12-146工频过电压及其限制措施电压等级10~66kV110/220kV330kV500kV750kV1000kV电压倍数（p.u.）1.3~1.41.3~1.41.3~1.41.3~1.41.3~1.4持续时间2h0.2~0.5s

4、0.1s0.1s0.1s0.1s中国各电压等级电网工频过电压倍数与持续时间国别前苏联日本意大利最高工作电压（kV）120011001050工频过电压（p.u.）1.41.41.35各国特高压系统工频过电压水平2004-12-1472004-12-148避雷器额定电压的选择避雷器额定电压Ur：在动作负载试验中，能够耐受10s的最大工频电压。避雷器持续运行电压Uc：能够长期耐受的最大工频电压。对110kV及以上中性点有效接地系统，工频过电压为1.3~1.4p.u.，持续时间T＜0.5s，选择避雷器额定电压Ur。对特高压电网，为了深度限

5、制操作过电压水平，可按照避雷器工频耐受时间特性曲线，选择避雷器额定电压Ur=。2004-12-149对66及以下中性点非有效接地系统，工频过电压为p.u.，持续时间10s＜T＜2h，选择避雷器持续运行电压Uc各电压等级电网中避雷器的额定电压Ur电压等级110/220kV330kV500kV750kV1000kV电压倍数（p.u.）1.3~1.41.3~1.41.3~1.41.3~1.41.3~1.4额定电压（kV）100/200300420/444600/648828（889）避雷器额定电压的选择2004-12-1410使用高压并

6、联电抗器补偿特高压线路充电电容考虑使用可调节或可控高抗特高压输电线路的自然功率和充电功率均与线路的运行电压的平方成正比。1000kV输电线路的输送功率是500kV输电线路的4倍以上；同时，其充电功率也为500kV线路的4倍以上。当特高压线路输送功率较大（重载运行）时，为保持系统的感性无功功率和容性无功功率接近平衡，高压电抗器须运行在较低的补偿度。在特高压线路轻载运行或空载时，为限制工频电压升高，高压电抗器须运行在较高的补偿度。工频过电压限制措施2004-12-1411使用良导体地线(或光纤复合架空地线OPGW)使用良导体地线可降低

7、K值（X0/X1），有利于减少单相接地甩负荷过电压。接地系数使用线路两端联动跳闸或过电压继电保护该方法可缩短高幅值无故障甩负荷过电压持续时间。选择合理的系统结构和运行方式，以降低工频过电压。2004-12-1412谐振过电压及其限制措施特高压变压器中性点都是直接接地的，电网中性点电位已经固定，若无补偿设备，特高压电网中的谐振过电压是很少的，主要是电容效应的线性谐振和空载变压器带线路合闸引起的高频谐振。但是在特高压电网中往往有串联、并联补偿装置，这些集中的电容、电感元件使网络增加了谐振的可能性，主要有非全相切合并联电抗器时的工频传递

8、过电压和参数谐振过电压。2004-12-1413工频传递谐振线路末端接有电抗器L，线路首端两相（B、C）合上，一相（A）断开，相电压将通过相间电容传递至A相孤立导线，使断开相仍有工频电压，并因有电抗器存在，当参数配合合适时，传递回路将形成谐振回路，