电力系统过电压介绍

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1、2021/6/171电力系统过电压2021/6/172电力系统中的各种绝缘在运行中除了受长期工作电压的作用外，还会受到各种比工作电压高得多的过电压的作用。所谓过电压就是指电系统中出现的对绝缘有危险的电压升高和电位升高。通常过电压可以作如下分类：2021/6/173电力系统过电压的种类和过电压水平过电压的分类工频电压升高暂时过电压内部过电压谐振过电压操作过电压电力系统过电压直接雷过电压雷电过电压感应雷过电压2021/6/174内部过电压的根源在电力系统内部，通常都是因系统内部电磁能量的积聚和转换而

2、引起。分类：内部过电压暂时过电压操作过电压工频电压升高谐振过电压空载长线的电容效应不对称短路引起的工频电压升高甩负荷引起的工频电压升高线性谐振过电压铁磁谐振过电压参数谐振过电压切断空载线路过电压空载线路合闸过电压切断空载变压器过电压断续电弧接地过电压2021/6/175第一节稳态过电压的电路基础第二节谐振过电压第三节切断空载线路过电压第四节空载线路合闸过电压第五节切除空载变压器过电压第六节雷电放电和雷电过电压内部过电压2021/6/176第一节稳态过电压的电路基础（1）由于工频电压升高大都在空载

3、或轻载条件下发生，所以它们有可能同时出现、相互叠加。（2）工频电压升高是决定某些过电压保护装置工作条件的重要依据，所以它直接影响到避雷器的保护特性和电力设备的绝缘水平。（3）由于工频电压升高是不衰减或弱衰减现象，持续时间很长，对设备绝缘及其运行条件也有很大影响。工频电压升高的危害2021/6/177输电线路在长度不很大时的等值电路，由于空载，就可简化如图所示。～RLUR.UL.EUCC..空载长线的简化等值电路2021/6/178一般R要比XL和XC小得多，而空载线路的工频容抗XC又要大于工频感

4、抗XL，因此在工频电势的作用下，线路上流过的容性电流在感抗上造成的压降将使容抗上的电压高于电源电势。2021/6/179由于电感与电容上的压降反相，且UC＞UL，可见电容上的压降大于电源电势.为了限制这种工频电压升高现象，大多采用并联电抗器来补偿线路的电容电流以削弱电容效应，效果十分显著。2021/6/1710第二节谐振过电压一、谐振过电压的类型（1）线形谐振过电压（2）参数谐振过电压（3）铁磁谐振过电压2021/6/1711二、铁磁谐振过电压ULLEICUC～2021/6/1712特点：产生串

5、联铁磁谐振的必要条件是：电感和电容的伏安特性必须相交，铁磁元件的非线性是产生铁磁谐振的根本原因。2021/6/1713第三节切断空载线路过电压QF～z-Uφl(a)(b)2021/6/1714影响因素（1）中性点接地方式：中性点非有效接地电网的中性点电位有可能发生位移，所以某一相的过电压可能特别高一些。（2）断路器的性能：重燃次数对这种过电压的最大值有决定性的影响；（3）母线上的出线数：当母线上同时接有几条出线，而只切除其中一条时，这种过电压将较小；2021/6/1715第四节空载线路合闸过电压

6、空载线的合闸可分为正常合闸和自动重合闸。这时出现的操作过电压称为合空线过电压或合闸过电压，重合闸过电压是过电压中最严重的一种。2021/6/1716如果是自动重合闸，那么条件将不利，主要原因在于这时线路上有一定残余电荷和初始电压，重合闸时振荡将更加剧烈。如果采用的是单相自动重合闸，只切除故障相，而健全相不与电源电压相脱离，那么当故障相重合闸时，因该相导线上不存在残余电荷和初始电压，就不会出上述高幅值重合闸过电压。在合闸过电压中，以三相重合闸的情况最为严重，其过电压理论值可达3Uφ2021/6/1

7、717影响因素和限制措施影响因素（1）合闸相位：是随机量，遵循统计规律。（2）线路损耗：主要来源：①线路及电源的电阻；②当过电压超过导线的电晕起始电压后，导线上出现电晕损耗。（3）线路残余电压的变化2021/6/1718合闸过电压的限制、降低措施主要有：（1）装设并联合闸电阻（2）同电位合闸（3）利用避雷器来保护2021/6/1719～ui=iL+iC电弧切除空载变压器等值电路一、发展过程第五节切除空载变压器过电压≈iLiLLTCTiC2021/6/1720产生原因：流过电感的电流在到达自然零值

8、之前就被断路器强行切断，从而迫使储存在电感中的磁场能量转为电场能量而导致电压的升高。2021/6/1721二、影响因素与限制措施影响因素（1）断路器性能灭弧能力越强的断路器，其对应的切空变过电压最大值也越大。（2）变压器特性2021/6/1722第六节雷电放电和雷电过电压一、雷云的形成关于雷云的形成机理有很多的理论，它们或从微观的物理过程出发、或从宏观的大气现象出发，对雷云形成过程中的电荷分离、电荷的积聚分布、雷云电场的形成等进行分析、研究，其中比较有代表性的有感应起电、对流起电、温差起电、水滴