過電壓保護(hù)原理及防護(hù)措施

1、. 過電壓保護(hù)原理及防護(hù)措施過電壓保護(hù)原理及防護(hù)措施 （天津繼電保護(hù)培訓(xùn)班（天津繼電保護(hù)培訓(xùn)班 2011.7.282011.7.28） 廣州石化廣州石化 黎德初黎德初 02062121159 1330220883302062121159. 過電壓保護(hù)原理及防護(hù)措施過電壓保護(hù)原理及防護(hù)措施 今天講的過電壓原理及防護(hù)措施這一節(jié)課，實(shí)際上是大學(xué)今天講的過電壓原理及防護(hù)措施這一節(jié)課，實(shí)際上是大學(xué)電力專業(yè)所學(xué)的電力專業(yè)所學(xué)的“高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)”這門課程的主要內(nèi)容，利用一這門課程的主要內(nèi)容，利用一個(gè)上午的時(shí)間，主要幫助大家恢復(fù)和重新建立對(duì)電力系統(tǒng)過電個(gè)上午的時(shí)間，主要幫助大家

2、恢復(fù)和重新建立對(duì)電力系統(tǒng)過電壓全面系統(tǒng)的理解，同時(shí)希望大家有一次理論升華和再認(rèn)識(shí)的壓全面系統(tǒng)的理解，同時(shí)希望大家有一次理論升華和再認(rèn)識(shí)的過程！過程！ 在實(shí)際工作中出現(xiàn)的一次設(shè)備的絕緣故障問題，首先要想在實(shí)際工作中出現(xiàn)的一次設(shè)備的絕緣故障問題，首先要想到，系統(tǒng)是否存在過電壓，是哪一類過電壓，參數(shù)配合是否合到，系統(tǒng)是否存在過電壓，是哪一類過電壓，參數(shù)配合是否合理；對(duì)于新建項(xiàng)目，它的各種防過電壓措施和絕緣配合是否合理；對(duì)于新建項(xiàng)目，它的各種防過電壓措施和絕緣配合是否合理。重在培養(yǎng)意識(shí)和觀念，重點(diǎn)在于加強(qiáng)提高認(rèn)識(shí)和應(yīng)用方面理。重在培養(yǎng)意識(shí)和觀念，重點(diǎn)在于加強(qiáng)提高認(rèn)識(shí)和應(yīng)用方面的知識(shí)，著眼于解決實(shí)際問題

3、。至于理論上的公式推導(dǎo)和數(shù)學(xué)的知識(shí)，著眼于解決實(shí)際問題。至于理論上的公式推導(dǎo)和數(shù)學(xué)模型，大家手上可常備幾本參考書，便于碰到問題時(shí)查閱。同模型，大家手上可常備幾本參考書，便于碰到問題時(shí)查閱。同時(shí)對(duì)于更深層次的問題，知道用什么手段和途徑去解決。時(shí)對(duì)于更深層次的問題，知道用什么手段和途徑去解決。 . 過電壓保護(hù)原理及防護(hù)措施過電壓保護(hù)原理及防護(hù)措施 1 1 明確跟過電壓有關(guān)的幾個(gè)重要概念明確跟過電壓有關(guān)的幾個(gè)重要概念2 2 對(duì)過電壓的形成機(jī)理再認(rèn)識(shí)對(duì)過電壓的形成機(jī)理再認(rèn)識(shí)3 3 對(duì)過電壓知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的梳理對(duì)過電壓知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的梳理4 4 結(jié)合實(shí)際結(jié)合實(shí)際, ,分析過電壓的防護(hù)措施分析過電壓的防護(hù)措施

4、5 5 收集整理收集整理 過電壓的事故和實(shí)例過電壓的事故和實(shí)例6 6 總結(jié)出一些重要結(jié)論總結(jié)出一些重要結(jié)論, ,并給出一些思考題。并給出一些思考題。 . 過電壓保護(hù)原理及防護(hù)措施過電壓保護(hù)原理及防護(hù)措施 目目 錄錄第一章第一章 前言前言 第二章第二章 內(nèi)部過電壓內(nèi)部過電壓 第一節(jié)操作過電壓的成因及其特點(diǎn)第一節(jié)操作過電壓的成因及其特點(diǎn) 第二節(jié)工頻電壓升高（工頻過電壓）第二節(jié)工頻電壓升高（工頻過電壓） 第三節(jié)諧振過電壓的成因及其特點(diǎn)第三節(jié)諧振過電壓的成因及其特點(diǎn) -消弧線圈補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的線性諧振消弧線圈補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的線性諧振 -斷線諧振過電壓斷線諧振過電壓 -電壓互感器因飽和諧振過電壓電壓互感器因飽和諧振

5、過電壓 . 第三章第三章 雷電過電壓雷電過電壓 第一節(jié)第一節(jié) 有關(guān)雷電的一些知識(shí)有關(guān)雷電的一些知識(shí) 第二節(jié)防雷設(shè)施第二節(jié)防雷設(shè)施 第三節(jié)架空線路防雷第三節(jié)架空線路防雷 第四節(jié)變電站防雷第四節(jié)變電站防雷 第四章第四章 絕緣配合原則絕緣配合原則 總結(jié)總結(jié) 參考書參考書. 第一章第一章 前前 言言 1 1 什么是電力系統(tǒng)的過電壓什么是電力系統(tǒng)的過電壓? ? 2 2 電力系統(tǒng)的過電壓是怎樣產(chǎn)生的電力系統(tǒng)的過電壓是怎樣產(chǎn)生的? ? 3 3 電力系統(tǒng)過電壓的分類電力系統(tǒng)過電壓的分類? ? .1 1 什么是電力系統(tǒng)的過電壓什么是電力系統(tǒng)的過電壓? ? 超過電力系統(tǒng)最高工作電壓超過電力系統(tǒng)最高工作電壓(Um)

6、(Um)稱為稱為電力系統(tǒng)的過電壓。電力系統(tǒng)的過電壓。 兩層意思兩層意思 這里講的電力系統(tǒng)最高工作電壓，這里講的電力系統(tǒng)最高工作電壓，是指各個(gè)電壓等級(jí)的最高電壓是指各個(gè)電壓等級(jí)的最高電壓UmUm ； 各個(gè)電壓等級(jí)的最高電壓各個(gè)電壓等級(jí)的最高電壓UmUm，同，同該等級(jí)的額定電壓有對(duì)應(yīng)關(guān)系；該等級(jí)的額定電壓有對(duì)應(yīng)關(guān)系；. Um Um ：對(duì)于研究過電壓?jiǎn)栴}，是一個(gè)很重：對(duì)于研究過電壓?jiǎn)栴}，是一個(gè)很重要的參數(shù)和符號(hào)。要的參數(shù)和符號(hào)。 幾個(gè)電壓的關(guān)系幾個(gè)電壓的關(guān)系 系統(tǒng)標(biāo)稱電壓系統(tǒng)標(biāo)稱電壓U UN N 線路額定電壓線路額定電壓 同步發(fā)電機(jī)額定電壓同步發(fā)電機(jī)額定電壓 降壓變一二次繞組額定電壓降壓變一二次繞組

7、額定電壓 升壓變一二次繞組額定電壓升壓變一二次繞組額定電壓 電力系統(tǒng)最高工作電壓電力系統(tǒng)最高工作電壓(Um)(Um). -系統(tǒng)標(biāo)稱電壓系統(tǒng)標(biāo)稱電壓( kV )( kV )0.38 3 6 l0 15 20 350.38 3 6 l0 15 20 35 66 110 220 330 500 750 66 110 220 330 500 750 將超過將超過220220 kVkV的系統(tǒng)成為超高壓電力系統(tǒng)的系統(tǒng)成為超高壓電力系統(tǒng) -線路額定電壓線路額定電壓 線路額定電壓線路額定電壓跟系統(tǒng)標(biāo)稱電壓完全相同跟系統(tǒng)標(biāo)稱電壓完全相同 . -發(fā)電機(jī)的額定電壓發(fā)電機(jī)的額定電壓 發(fā)電機(jī)的額定電壓（發(fā)電機(jī)的額定電壓

8、（kVkV），一般比直配線），一般比直配線路（路（3 6 l03 6 l0）額定電壓高）額定電壓高 5 % 5 % 3.15 6.3 10.5 13.8 15.75 17 3.15 6.3 10.5 13.8 15.75 17 （20 22 24 2620 22 24 26） 大容量的發(fā)電機(jī)（超過大容量的發(fā)電機(jī)（超過100MW100MW），接入系），接入系統(tǒng)方式為發(fā)電機(jī)統(tǒng)方式為發(fā)電機(jī)- -變壓器組的接線方式，其額變壓器組的接線方式，其額定電壓為定電壓為1 3.8 kV1 3.8 kV及以上，同系統(tǒng)和廠用電及以上，同系統(tǒng)和廠用電連接都有變壓器隔離，分析過電壓?jiǎn)栴}和角連接都有變壓器隔離，分析過電壓

9、問題和角度有所不同。度有所不同。 . -降壓變壓器降壓變壓器 對(duì)于降壓變壓器一次繞組的額定電對(duì)于降壓變壓器一次繞組的額定電壓，與相連線路的額定電壓相同。壓，與相連線路的額定電壓相同。 發(fā)電廠廠用降壓變壓器，一次繞組的發(fā)電廠廠用降壓變壓器，一次繞組的額定電壓與發(fā)電機(jī)額定電壓相同額定電壓與發(fā)電機(jī)額定電壓相同 降壓變壓器二次繞組的額定電壓，需降壓變壓器二次繞組的額定電壓，需要比所連接的系統(tǒng)標(biāo)稱電壓高要比所連接的系統(tǒng)標(biāo)稱電壓高1010 兩個(gè)原因兩個(gè)原因 正常運(yùn)行時(shí)降壓變二次電壓較線路高正常運(yùn)行時(shí)降壓變二次電壓較線路高5% 5% 額定負(fù)載下降壓變內(nèi)部的電壓降約為額定負(fù)載下降壓變內(nèi)部的電壓降約為5%5%.

10、 -升壓變壓器升壓變壓器 升壓變壓器一次繞組的額定電壓，與發(fā)電升壓變壓器一次繞組的額定電壓，與發(fā)電機(jī)額定電壓相同機(jī)額定電壓相同 升壓變壓器二次繞組的額定電壓，需要比升壓變壓器二次繞組的額定電壓，需要比所連接的系統(tǒng)標(biāo)稱電壓高所連接的系統(tǒng)標(biāo)稱電壓高1010 原因同降壓變壓器二次繞組的額定電壓原因同降壓變壓器二次繞組的額定電壓.我國(guó)各種電壓等級(jí)使用情況如下我國(guó)各種電壓等級(jí)使用情況如下 3 3 、6kV 6kV 用于發(fā)電廠廠用電和配用于發(fā)電廠廠用電和配電網(wǎng)電壓。電網(wǎng)電壓。 10kV10kV廣泛用于配電網(wǎng)電壓。廣泛用于配電網(wǎng)電壓。 35 35 、66kV66kV為大城市、大工業(yè)企業(yè)為大城市、大工業(yè)企業(yè)內(nèi)

11、部的配電網(wǎng)和農(nóng)村輸電網(wǎng)電壓。內(nèi)部的配電網(wǎng)和農(nóng)村輸電網(wǎng)電壓。 110110、220kV220kV用于電網(wǎng)主干輸電線用于電網(wǎng)主干輸電線電壓。電壓。.330 330 、 500 kV 500 kV 用于大電網(wǎng)主網(wǎng)用于大電網(wǎng)主網(wǎng)網(wǎng)架電壓。網(wǎng)架電壓。500 500 （包括直流輸電）、（包括直流輸電）、 750kV 750kV 用于系統(tǒng)之間聯(lián)絡(luò)線。用于系統(tǒng)之間聯(lián)絡(luò)線。 其中其中330 750kV330 750kV為西北電網(wǎng)所特有為西北電網(wǎng)所特有 我國(guó)已經(jīng)建成我國(guó)已經(jīng)建成1000kV1000kV交流交流、800kV800kV直流的特高壓輸電線路的示范工程。直流的特高壓輸電線路的示范工程。 .系統(tǒng)標(biāo)稱電壓同最

12、高工作電壓對(duì)應(yīng)關(guān)系為：系統(tǒng)標(biāo)稱電壓同最高工作電壓對(duì)應(yīng)關(guān)系為： （ UN Um kV）UN 3 6 10 15 20 35 66 110 220 Um 3.6 7.2 12 18 24 40.5 72.5 126 252系統(tǒng)最高工作電壓系統(tǒng)最高工作電壓UmUm是很重要的參數(shù)和指標(biāo)是很重要的參數(shù)和指標(biāo), ,研究過電壓?jiǎn)栴}時(shí)經(jīng)常要用到。研究過電壓?jiǎn)栴}時(shí)經(jīng)常要用到。 請(qǐng)牢記各個(gè)電壓等級(jí)的最高工作電壓請(qǐng)牢記各個(gè)電壓等級(jí)的最高工作電壓UmUm！ 過電壓的概念過電壓的概念 系統(tǒng)中的運(yùn)行電壓，如超過該電壓等級(jí)系統(tǒng)中的運(yùn)行電壓，如超過該電壓等級(jí)下相對(duì)應(yīng)的下相對(duì)應(yīng)的UmUm，稱為過電壓。，稱為過電壓。. 2 2

13、過電壓的產(chǎn)生過電壓的產(chǎn)生 過電壓屬于電力系統(tǒng)中的一種電磁擾動(dòng)現(xiàn)象過電壓屬于電力系統(tǒng)中的一種電磁擾動(dòng)現(xiàn)象，電力系統(tǒng)中電路狀態(tài)或電磁狀態(tài)的突然變化是產(chǎn)電力系統(tǒng)中電路狀態(tài)或電磁狀態(tài)的突然變化是產(chǎn)生過電壓的根本原因。生過電壓的根本原因。 過電壓分為外過電壓和內(nèi)過電壓兩大類。研過電壓分為外過電壓和內(nèi)過電壓兩大類。研究電力系統(tǒng)中各種過電壓的起因，預(yù)測(cè)其幅值，究電力系統(tǒng)中各種過電壓的起因，預(yù)測(cè)其幅值，并采取措施加以限制，是確定電力系統(tǒng)絕緣配合并采取措施加以限制，是確定電力系統(tǒng)絕緣配合的前提，對(duì)于電工設(shè)備制造和電力系統(tǒng)運(yùn)行都具的前提，對(duì)于電工設(shè)備制造和電力系統(tǒng)運(yùn)行都具有重要意義。有重要意義。 制造廠商的電工設(shè)

14、備絕緣水平必須保證：制造廠商的電工設(shè)備絕緣水平必須保證： 長(zhǎng)期耐受工作電壓的考驗(yàn)；長(zhǎng)期耐受工作電壓的考驗(yàn)； 必須能夠承受在一定時(shí)間內(nèi)的一定幅度過電必須能夠承受在一定時(shí)間內(nèi)的一定幅度過電壓沖擊；壓沖擊；. 3 3 過電壓的分類過電壓的分類 直擊雷過電壓直擊雷過電壓 雷電過電壓雷電過電壓 雷擊感應(yīng)過電壓雷擊感應(yīng)過電壓 雷電波侵入過電壓雷電波侵入過電壓 雷電地電位反擊過電壓雷電地電位反擊過電壓 長(zhǎng)線路電容效應(yīng)長(zhǎng)線路電容效應(yīng) 過電壓過電壓 工頻過電壓工頻過電壓不接地系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱接地不接地系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱接地 甩負(fù)荷甩負(fù)荷 暫時(shí)過電壓暫時(shí)過電壓 線性諧振線性諧振 諧振過電壓諧振過電壓鐵磁諧振鐵磁諧振 內(nèi)

15、部過電壓內(nèi)部過電壓參數(shù)諧振參數(shù)諧振 線路合閘和重合閘過電壓線路合閘和重合閘過電壓 空載線路分閘過電壓空載線路分閘過電壓 開斷并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置的過電壓開斷并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置的過電壓 操作過電壓操作過電壓操作空載變壓器和并聯(lián)電抗器等操作空載變壓器和并聯(lián)電抗器等 開斷高壓感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的過電壓開斷高壓感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的過電壓 發(fā)生單相接地故障的過電壓發(fā)生單相接地故障的過電壓. 各類各類過電壓的示意圖過電壓的示意圖. 小結(jié) 介紹了過電壓的概念，各電壓等級(jí)的介紹了過電壓的概念，各電壓等級(jí)的最高工作電壓，過電壓的大概分類。最高工作電壓，過電壓的大概分類。 思考題：思考題： 1 1 各電壓等級(jí)的最高工作電壓各電壓等級(jí)的

16、最高工作電壓(Um)(Um)分別為多少？分別為多少？ 2 2 電力系統(tǒng)過電壓的分類。電力系統(tǒng)過電壓的分類。. 第二章第二章 內(nèi)部過電壓內(nèi)部過電壓 內(nèi)部過電壓是由于電力系統(tǒng)故內(nèi)部過電壓是由于電力系統(tǒng)故障障、或開關(guān)操作或開關(guān)操作、或參數(shù)配合不當(dāng)而或參數(shù)配合不當(dāng)而引起的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)變化，導(dǎo)致電引起的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)變化，導(dǎo)致電網(wǎng)中電磁能量發(fā)生轉(zhuǎn)化，從而產(chǎn)生網(wǎng)中電磁能量發(fā)生轉(zhuǎn)化，從而產(chǎn)生瞬時(shí)或持續(xù)高于電網(wǎng)額定允許電壓瞬時(shí)或持續(xù)高于電網(wǎng)額定允許電壓、并對(duì)電氣裝置可能造成威脅的電壓并對(duì)電氣裝置可能造成威脅的電壓升高。升高。 內(nèi)部過電壓分為三大類：操作過內(nèi)部過電壓分為三大類：操作過電壓、工頻過電壓、諧振過電壓。

17、電壓、工頻過電壓、諧振過電壓。 . 在故障或操作時(shí)瞬間發(fā)生的過電在故障或操作時(shí)瞬間發(fā)生的過電壓稱為操作過電壓，其持續(xù)時(shí)間一壓稱為操作過電壓，其持續(xù)時(shí)間一般在幾十毫秒之內(nèi)；般在幾十毫秒之內(nèi)； 在暫態(tài)過渡過程結(jié)束以后出現(xiàn)的，在暫態(tài)過渡過程結(jié)束以后出現(xiàn)的，持續(xù)時(shí)間大于持續(xù)時(shí)間大于0.10.1秒甚至數(shù)小時(shí)的持秒甚至數(shù)小時(shí)的持續(xù)性過電壓稱為暫時(shí)過電壓。續(xù)性過電壓稱為暫時(shí)過電壓。 暫時(shí)過電壓又可以分為工頻過電壓暫時(shí)過電壓又可以分為工頻過電壓和諧振過電壓。和諧振過電壓。. 電力系統(tǒng)內(nèi)部的過電壓主要有：電力系統(tǒng)內(nèi)部的過電壓主要有：（1 1）操作過電壓：由于斷路器操作）操作過電壓：由于斷路器操作（或出現(xiàn)故障保護(hù)

18、動(dòng)作引起）的過（或出現(xiàn)故障保護(hù)動(dòng)作引起）的過電壓。電壓。 （2 2）工頻過電壓：由于電網(wǎng)運(yùn)行方式）工頻過電壓：由于電網(wǎng)運(yùn)行方式的突然改變，引起某些電網(wǎng)工頻電的突然改變，引起某些電網(wǎng)工頻電壓的升高。壓的升高。（3 3）諧振過電壓：由系統(tǒng)電感和電容）諧振過電壓：由系統(tǒng)電感和電容組成的諧振回路引起的過電壓。組成的諧振回路引起的過電壓。.電力系統(tǒng)的過電壓值：電力系統(tǒng)的過電壓值： （1 1）相對(duì)地暫時(shí)過電壓和操作過電）相對(duì)地暫時(shí)過電壓和操作過電壓的標(biāo)么值：壓的標(biāo)么值： 工頻過電壓工頻過電壓1.0p.u.= Um/3； 諧振過電壓和操作過電壓諧振過電壓和操作過電壓1.0p.u.=2Um/3 .（2 2）系

19、統(tǒng)的工頻過電壓水平）系統(tǒng)的工頻過電壓水平 線路斷路器的變電所側(cè)線路斷路器的變電所側(cè) 1.3p.u.1.3p.u. 線路斷路器的線路側(cè)線路斷路器的線路側(cè) 1.4p.u.1.4p.u.對(duì)對(duì)110kV110kV及及220kV220kV系統(tǒng)系統(tǒng)工頻過電壓一般不超過工頻過電壓一般不超過1.3p.u.1.3p.u.；3kV3kV10kV10kV系統(tǒng)一般不超過系統(tǒng)一般不超過1.13p.u1.13p.u35kV35kV66kV66kV系統(tǒng)，一般分別不超過系統(tǒng)，一般分別不超過1.13p.u1.13p.u和和3p.u3p.u。. （3 3）系統(tǒng)的操作過電壓水平）系統(tǒng)的操作過電壓水平 110-220kV110-22

20、0kV中性點(diǎn)直接接地：中性點(diǎn)直接接地：3.0p.u.3.0p.u. 66kV 66kV及以下中性點(diǎn)不接地：及以下中性點(diǎn)不接地：3.5p.u3.5p.u 消弧線卷接地：消弧線卷接地：3.2p.u3.2p.u 電阻接地：電阻接地：2.5p.u2.5p.u. 第一節(jié)操作過電壓第一節(jié)操作過電壓 幾種描述幾種描述( ( E= Ldi/dt)：-所謂操作過電壓是指當(dāng)斷路器、刀閘進(jìn)行所謂操作過電壓是指當(dāng)斷路器、刀閘進(jìn)行操作或發(fā)生系統(tǒng)故障時(shí)操作或發(fā)生系統(tǒng)故障時(shí), ,電力系統(tǒng)從一種電力系統(tǒng)從一種穩(wěn)定工作狀態(tài)通過振蕩轉(zhuǎn)變到另一種穩(wěn)定穩(wěn)定工作狀態(tài)通過振蕩轉(zhuǎn)變到另一種穩(wěn)定工作狀態(tài)的過渡過程中所產(chǎn)生的暫態(tài)性質(zhì)工作狀態(tài)的

21、過渡過程中所產(chǎn)生的暫態(tài)性質(zhì)的過電壓。的過電壓。-電流通過導(dǎo)體時(shí)在其周圍建立一個(gè)磁場(chǎng)電流通過導(dǎo)體時(shí)在其周圍建立一個(gè)磁場(chǎng), ,將能量?jī)?chǔ)存起來將能量?jī)?chǔ)存起來, ,當(dāng)電流斷開或接通時(shí)當(dāng)電流斷開或接通時(shí)( (特特別是當(dāng)導(dǎo)線較長(zhǎng)或者切合感性負(fù)載、開斷別是當(dāng)導(dǎo)線較長(zhǎng)或者切合感性負(fù)載、開斷容性負(fù)載時(shí)容性負(fù)載時(shí)),),磁場(chǎng)的能量將急速釋放磁場(chǎng)的能量將急速釋放, ,形形成瞬態(tài)過電壓。成瞬態(tài)過電壓。.-投切設(shè)備或切換線路引起的動(dòng)態(tài)過投切設(shè)備或切換線路引起的動(dòng)態(tài)過電壓，是指在電網(wǎng)中電壓，是指在電網(wǎng)中, ,有大量的電感有大量的電感電能貯能元件電能貯能元件, ,用開關(guān)接通或切斷電用開關(guān)接通或切斷電路時(shí)、發(fā)生故障性短路或斷

22、路時(shí)路時(shí)、發(fā)生故障性短路或斷路時(shí), ,均均將引起動(dòng)態(tài)過電壓。將引起動(dòng)態(tài)過電壓。-是電磁能量發(fā)生振蕩的過渡過程。是電磁能量發(fā)生振蕩的過渡過程。. 操作過電壓，由于進(jìn)行斷路操作過電壓，由于進(jìn)行斷路 器操作或發(fā)器操作或發(fā)生突然短路而引起的衰減較快持續(xù)時(shí)間較短，生突然短路而引起的衰減較快持續(xù)時(shí)間較短，是毫秒級(jí)暫態(tài)過程的過壓。是毫秒級(jí)暫態(tài)過程的過壓。常見的有：常見的有： -切除空載線路過電壓切除空載線路過電壓 -空載線路合閘和重合閘過電壓空載線路合閘和重合閘過電壓 -切斷空載變壓器過電壓切斷空載變壓器過電壓 -切斷電動(dòng)機(jī)等電感性負(fù)載的過電壓切斷電動(dòng)機(jī)等電感性負(fù)載的過電壓 -弧光接地過電壓弧光接地過電壓

23、-切除電容器過電壓切除電容器過電壓 -其他操作過電壓其他操作過電壓. 1.1.切除空載線路時(shí)的過電壓切除空載線路時(shí)的過電壓 切斷空載線路或并聯(lián)電容器組時(shí)，可能引切斷空載線路或并聯(lián)電容器組時(shí)，可能引起起“電感電感- -電容電容”回路振蕩過程，引起過電壓，回路振蕩過程，引起過電壓，產(chǎn)生電弧重燃，引起電氣設(shè)備的多次絕緣閃產(chǎn)生電弧重燃，引起電氣設(shè)備的多次絕緣閃絡(luò)或擊穿事故。絡(luò)或擊穿事故。 用開關(guān)切除空載線路時(shí)，可能在線路或母用開關(guān)切除空載線路時(shí)，可能在線路或母線側(cè)出現(xiàn)危險(xiǎn)的過電壓。在工頻條件下，由線側(cè)出現(xiàn)危險(xiǎn)的過電壓。在工頻條件下，由于，空載線路表現(xiàn)為一個(gè)等值的電容負(fù)荷，于，空載線路表現(xiàn)為一個(gè)等值的電

24、容負(fù)荷，所以切除空載長(zhǎng)線時(shí)產(chǎn)生的過電壓與切除電所以切除空載長(zhǎng)線時(shí)產(chǎn)生的過電壓與切除電容器組時(shí)產(chǎn)生的過電壓性質(zhì)完全相同。容器組時(shí)產(chǎn)生的過電壓性質(zhì)完全相同。. 切除空載線路過電壓：切除空載線路過電壓：空載線路屬于電容性負(fù)載。由空載線路屬于電容性負(fù)載。由于切斷過程中交流電弧的重燃而引于切斷過程中交流電弧的重燃而引起更劇烈的電磁振蕩起更劇烈的電磁振蕩, ,使線路出現(xiàn)過使線路出現(xiàn)過電壓。其原理如圖所示。電壓。其原理如圖所示。t t1 1時(shí)刻工時(shí)刻工頻電流熄滅，此時(shí)線路仍保持殘余頻電流熄滅，此時(shí)線路仍保持殘余電壓電壓U Uc cE Em m；.t t2 2-t-t3 3時(shí)高頻電弧第一次重燃又熄滅，時(shí)高頻電

25、弧第一次重燃又熄滅，使線路電壓經(jīng)過振蕩達(dá)到使線路電壓經(jīng)過振蕩達(dá)到-3E-3Em m；t t4 4-t-t5 5時(shí)時(shí)電弧第二次重燃并熄滅，使線路電壓達(dá)電弧第二次重燃并熄滅，使線路電壓達(dá)到到5E5Em m。如此推演。如此推演, ,直至電弧不再重燃、直至電弧不再重燃、電流最終切斷為止。切除電容器等其他電流最終切斷為止。切除電容器等其他電容性負(fù)載，都會(huì)因電弧重燃而引起上電容性負(fù)載，都會(huì)因電弧重燃而引起上述過程的述過程的 . . 電弧重燃具有強(qiáng)烈的統(tǒng)計(jì)性，電弧重燃具有強(qiáng)烈的統(tǒng)計(jì)性， 過電壓幅值過電壓幅值= =穩(wěn)態(tài)值穩(wěn)態(tài)值+ +（穩(wěn)態(tài)值（穩(wěn)態(tài)值- -初始值初始值 穩(wěn)態(tài)值穩(wěn)態(tài)值=E=Em m, ,初始值初始

26、值=- E=- Em m, , t t3 3時(shí)刻的過電壓幅值時(shí)刻的過電壓幅值 = E= Em m+E+Em m -（- E- Em m）=3 E=3 Em m以此類推，以此類推， t t5 5時(shí)刻的過電壓幅值為時(shí)刻的過電壓幅值為5 E5 Em m. 限制措施限制措施: :改善斷路器性能改善斷路器性能, ,增大觸頭滅弧增大觸頭滅弧能力能力采用帶并聯(lián)電阻（約采用帶并聯(lián)電阻（約30003000 ）的開關(guān)的開關(guān)線路上裝電磁式放電線路上裝電磁式放電PTPT并聯(lián)電抗器并聯(lián)電抗器采用專門的磁吹避雷器采用專門的磁吹避雷器. 2 .2 .空載線路合閘和重合閘的過電壓空載線路合閘和重合閘的過電壓 系統(tǒng)在合閘初瞬間

27、的暫態(tài)過程中，系統(tǒng)在合閘初瞬間的暫態(tài)過程中，電源電壓通過系統(tǒng)的電感和電容，電源電壓通過系統(tǒng)的電感和電容，在回路中會(huì)發(fā)生諧振，因起過電壓。在回路中會(huì)發(fā)生諧振，因起過電壓。 合閘過電壓有計(jì)劃性合閘操作和合閘過電壓有計(jì)劃性合閘操作和故障后自動(dòng)重合閘。故障后自動(dòng)重合閘。 限制措施限制措施: :采用帶并聯(lián)電阻的開關(guān)采用帶并聯(lián)電阻的開關(guān). 圖中圖中L L為電源和線路的等值電感，為電源和線路的等值電感，C C為線路為線路的等值電容的等值電容, ,e e（t t）為交流電源。當(dāng)開關(guān)為交流電源。當(dāng)開關(guān) K K突然合上時(shí)，在回路中會(huì)發(fā)生以角頻率突然合上時(shí)，在回路中會(huì)發(fā)生以角頻率 的的 高頻振蕩過渡過程高頻振蕩過渡

28、過程, ,電容電容C C（即線路）上的電壓（即線路）上的電壓U UC C(t)(t)可能達(dá)到最大可能達(dá)到最大值值, ,即即=2Em,Em=2Em,Em為交流電源電壓幅值。如為交流電源電壓幅值。如果合閘前電容果合閘前電容C C上還有初始電壓上還有初始電壓, ,合閘后合閘后振蕩過程中的過電壓振蕩過程中的過電壓 還可能達(dá)到還可能達(dá)到3Em,3Em,線路自動(dòng)重合閘時(shí)就會(huì)有這種情況。線路自動(dòng)重合閘時(shí)就會(huì)有這種情況。 . . 3 3 .切除空載變壓器引起的過電壓切除空載變壓器引起的過電壓 切除空載變壓器是電網(wǎng)中常見的一種操切除空載變壓器是電網(wǎng)中常見的一種操作形式。在正常運(yùn)行的情況下，空載變壓作形式。在正常

29、運(yùn)行的情況下，空載變壓器表現(xiàn)為一個(gè)勵(lì)磁電感（它的漏感較小得器表現(xiàn)為一個(gè)勵(lì)磁電感（它的漏感較小得多，可以忽略），因此切除空載變壓器也多，可以忽略），因此切除空載變壓器也即是切除電感負(fù)載。即是切除電感負(fù)載。 切除電動(dòng)機(jī)、電抗器時(shí)，開關(guān)中的電感切除電動(dòng)機(jī)、電抗器時(shí)，開關(guān)中的電感電流突然被切斷，電感中儲(chǔ)存的磁能將在電流突然被切斷，電感中儲(chǔ)存的磁能將在被切除的電器和開關(guān)上引起過電壓。被切除的電器和開關(guān)上引起過電壓。 限制措施限制措施: :采用帶并聯(lián)電阻的開關(guān)或高采用帶并聯(lián)電阻的開關(guān)或高性能的開關(guān)。性能的開關(guān)。 . 變壓器是電感性負(fù)載變壓器是電感性負(fù)載, ,同時(shí)對(duì)地還有等同時(shí)對(duì)地還有等值電容。當(dāng)斷路器值電

30、容。當(dāng)斷路器K K突然切斷電流時(shí)突然切斷電流時(shí), ,電電流變化率流變化率 甚大甚大, ,使變壓器上產(chǎn)生甚高使變壓器上產(chǎn)生甚高的感應(yīng)過電壓的感應(yīng)過電壓 。電流切斷以后。電流切斷以后, ,變壓變壓器中殘余的電磁能器中殘余的電磁能 又向?qū)Φ仉娙萦窒驅(qū)Φ仉娙軨 C充電，形成振蕩過程，因而出現(xiàn)過電壓充電，形成振蕩過程，因而出現(xiàn)過電壓, ,稱為截流過電壓。其波形如圖所示。斷稱為截流過電壓。其波形如圖所示。斷路器操作切除其他電感性負(fù)載也會(huì)出現(xiàn)路器操作切除其他電感性負(fù)載也會(huì)出現(xiàn)類似的過電壓。類似的過電壓。 . 4.4.切斷電動(dòng)機(jī)等電感性負(fù)載的過電壓切斷電動(dòng)機(jī)等電感性負(fù)載的過電壓 真空斷路器切斷變壓器、電動(dòng)機(jī)真

31、空斷路器切斷變壓器、電動(dòng)機(jī)等感性負(fù)載時(shí)，將產(chǎn)生操作過電壓。等感性負(fù)載時(shí)，將產(chǎn)生操作過電壓。這是因?yàn)檎婵諗嗦菲鲀?yōu)越的絕緣性這是因?yàn)檎婵諗嗦菲鲀?yōu)越的絕緣性能在電弧電流過零點(diǎn)前就被強(qiáng)行切能在電弧電流過零點(diǎn)前就被強(qiáng)行切斷，引起線路產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，同斷，引起線路產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，同時(shí)在感性負(fù)載與分布電容之間發(fā)生時(shí)在感性負(fù)載與分布電容之間發(fā)生高頻振蕩，使得電動(dòng)機(jī)等電感性負(fù)高頻振蕩，使得電動(dòng)機(jī)等電感性負(fù)載端部產(chǎn)生過電壓。載端部產(chǎn)生過電壓。 . 由于電感電流不在零點(diǎn)時(shí)被迫截由于電感電流不在零點(diǎn)時(shí)被迫截?cái)啵陔姼须娐分须娏魍蛔儠?huì)感應(yīng)斷，在電感電路中電流突變會(huì)感應(yīng)很高電壓，其過電壓值與截留值有很高電壓，其過電壓值與

32、截留值有關(guān)，有數(shù)值顯示這種電感電路中的關(guān)，有數(shù)值顯示這種電感電路中的操作過電壓可達(dá)操作過電壓可達(dá)7 7倍額定值以上，如倍額定值以上，如果電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)斷路器跳閘果電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)斷路器跳閘, ,此時(shí)此時(shí)過電壓倍數(shù)更高。過電壓倍數(shù)更高。 . . 5 .5 .弧光接地過電壓弧光接地過電壓 在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，各相的相電壓升高，則流過故障故障時(shí)，各相的相電壓升高，則流過故障點(diǎn)的接地電流也隨著增加，許多暫時(shí)性的點(diǎn)的接地電流也隨著增加，許多暫時(shí)性的單相弧光接地故障往往能自行熄滅，在接單相弧光接地故障往往能自行熄滅，在接地電流不大的系統(tǒng)中，不會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的電

33、地電流不大的系統(tǒng)中，不會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的電弧，這種間歇性的電弧引起系統(tǒng)運(yùn)行方式弧，這種間歇性的電弧引起系統(tǒng)運(yùn)行方式瞬息變化，導(dǎo)致多次重復(fù)性電磁振蕩，在瞬息變化，導(dǎo)致多次重復(fù)性電磁振蕩，在無故障相和故障相上產(chǎn)生嚴(yán)重的弧光過電無故障相和故障相上產(chǎn)生嚴(yán)重的弧光過電壓。壓。 限制措施限制措施: :采用消弧線圈接地或電阻接地采用消弧線圈接地或電阻接地方式。方式。 . 6. .切除電容器過電壓切除電容器過電壓 多次重燃過電壓是由于弧隙發(fā)生多次重多次重燃過電壓是由于弧隙發(fā)生多次重燃，電源多次向電容進(jìn)行充電而產(chǎn)生的。燃，電源多次向電容進(jìn)行充電而產(chǎn)生的。在真空斷路器切斷電流的過程中，觸頭的在真空斷路器切斷電流的過程中

34、，觸頭的一側(cè)為工頻電源，另一側(cè)為一側(cè)為工頻電源，另一側(cè)為L(zhǎng)CLC回路充放電回路充放電的振蕩電源，如果觸頭間的開距不夠大，的振蕩電源，如果觸頭間的開距不夠大，兩個(gè)電壓疊加后就會(huì)使弧隙之間發(fā)生擊穿，兩個(gè)電壓疊加后就會(huì)使弧隙之間發(fā)生擊穿，斷路器的恢復(fù)電壓就會(huì)升高，就會(huì)發(fā)生第斷路器的恢復(fù)電壓就會(huì)升高，就會(huì)發(fā)生第二次重燃，再滅弧、再重燃以致發(fā)生多次二次重燃，再滅弧、再重燃以致發(fā)生多次重燃現(xiàn)象，多次的充放電振蕩，觸頭間的重燃現(xiàn)象，多次的充放電振蕩，觸頭間的恢復(fù)電壓逐級(jí)升高，負(fù)載端的電壓也不斷恢復(fù)電壓逐級(jí)升高，負(fù)載端的電壓也不斷升高，致使產(chǎn)生多次重燃過電壓。升高，致使產(chǎn)生多次重燃過電壓。.7.7.其他形式的

35、操作過電壓其他形式的操作過電壓操作刀閘引起的過電壓操作刀閘引起的過電壓二次回路的操作過電壓二次回路的操作過電壓 重點(diǎn)介紹二次回路的操作過電壓重點(diǎn)介紹二次回路的操作過電壓.二次回路的操作過電壓二次回路的操作過電壓 產(chǎn)生的原因：產(chǎn)生的原因： 一是分布電容的傳遞作用，二次回路突然切一是分布電容的傳遞作用，二次回路突然切斷電感電路的電流時(shí)，所產(chǎn)生的操作過電斷電感電路的電流時(shí)，所產(chǎn)生的操作過電壓，一方面會(huì)通過觸點(diǎn)間的電弧傳入直流壓，一方面會(huì)通過觸點(diǎn)間的電弧傳入直流系統(tǒng)，另一方面原來線圈的磁場(chǎng)能量會(huì)轉(zhuǎn)系統(tǒng)，另一方面原來線圈的磁場(chǎng)能量會(huì)轉(zhuǎn)換成分布電容的電場(chǎng)能量。換成分布電容的電場(chǎng)能量。其次，磁場(chǎng)的耦合作用也

36、會(huì)傳遞過電壓，過其次，磁場(chǎng)的耦合作用也會(huì)傳遞過電壓，過電壓器具的振蕩電流產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，有部電壓器具的振蕩電流產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，有部分磁力線與受干擾回路耦合，在其中產(chǎn)生分磁力線與受干擾回路耦合，在其中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，這是由磁場(chǎng)耦合而傳遞過電壓感應(yīng)電勢(shì)，這是由磁場(chǎng)耦合而傳遞過電壓的。的。 .第三，控制回路常采用多芯電纜，纜第三，控制回路常采用多芯電纜，纜芯平行且靠得很近，靜電互感系數(shù)芯平行且靠得很近，靜電互感系數(shù)比較大，而磁力線絕大部分集中在比較大，而磁力線絕大部分集中在斷路器、繼電器、跳合閘線圈等鐵斷路器、繼電器、跳合閘線圈等鐵心線圈回路中，與之相比纜芯之間心線圈回路中，與之相比纜芯之間交鏈的磁力線很

37、少，互感系數(shù)較小。交鏈的磁力線很少，互感系數(shù)較小。因此，操作過電壓比感應(yīng)電壓大得因此，操作過電壓比感應(yīng)電壓大得多，這也說明過電壓主要是通過分多，這也說明過電壓主要是通過分布電容進(jìn)行傳遞。布電容進(jìn)行傳遞。 . 二次回路操作過電壓的危害二次回路操作過電壓的危害 當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生事故跳閘或停電操作時(shí)，突當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生事故跳閘或停電操作時(shí)，突然切斷二次回路電感的電流時(shí)會(huì)產(chǎn)生過電壓。然切斷二次回路電感的電流時(shí)會(huì)產(chǎn)生過電壓。在開關(guān)斷開過程中，觸點(diǎn)間的距離尚未到達(dá)足在開關(guān)斷開過程中，觸點(diǎn)間的距離尚未到達(dá)足夠大時(shí)就已經(jīng)被擊穿，高電壓進(jìn)入直流操作電夠大時(shí)就已經(jīng)被擊穿，高電壓進(jìn)入直流操作電源系統(tǒng)，電壓承受水平較低的半導(dǎo)體器

38、件就會(huì)源系統(tǒng)，電壓承受水平較低的半導(dǎo)體器件就會(huì)受到不同程度的破壞及影響。因?yàn)榘雽?dǎo)體器件受到不同程度的破壞及影響。因?yàn)榘雽?dǎo)體器件的過電壓承受水平較低，反應(yīng)靈敏，會(huì)造成損的過電壓承受水平較低，反應(yīng)靈敏，會(huì)造成損壞或無法正常工作。壞或無法正常工作。PLCPLC輸出及儀表輸出至電氣接點(diǎn)耐壓水平輸出及儀表輸出至電氣接點(diǎn)耐壓水平 對(duì)電磁元件影響不大，因?yàn)槠浣^緣水平對(duì)電磁元件影響不大，因?yàn)槠浣^緣水平較高，并且其動(dòng)作過程有一定的惰性，所以不較高，并且其動(dòng)作過程有一定的惰性，所以不會(huì)造成誤動(dòng)作影響正常工作。會(huì)造成誤動(dòng)作影響正常工作。 . 防范措施防范措施 a a線圈兩端并聯(lián)非線性電阻線圈兩端并聯(lián)非線性電阻 二極

39、管是常用的非線性電阻。為防二極管是常用的非線性電阻。為防止操作時(shí)的過電壓，常用方法是在線圈止操作時(shí)的過電壓，常用方法是在線圈兩端并聯(lián)一個(gè)非線性電阻，當(dāng)突然切斷兩端并聯(lián)一個(gè)非線性電阻，當(dāng)突然切斷電感電路的電流時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生較大的電感電路的電流時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生較大的反電勢(shì)，由于并聯(lián)二極管，反電勢(shì)通過反電勢(shì)，由于并聯(lián)二極管，反電勢(shì)通過二極管被短路，線圈中的自由分量電流二極管被短路，線圈中的自由分量電流是按指數(shù)形式衰減。線圈的端電壓等于是按指數(shù)形式衰減。線圈的端電壓等于二極管的壓降，其值遠(yuǎn)小于電源電壓。二極管的壓降，其值遠(yuǎn)小于電源電壓。這樣，二極管就能消除振蕩過電壓的產(chǎn)這樣，二極管就能消除振蕩過電壓的產(chǎn)

40、生。但這種辦法不適用于交流電路。生。但這種辦法不適用于交流電路。 . b b 線圈兩端并聯(lián)阻容支路線圈兩端并聯(lián)阻容支路 這種辦法不僅適用于直流電路也適用于這種辦法不僅適用于直流電路也適用于交流電路。其結(jié)線方式是把阻容支路并聯(lián)在線圈交流電路。其結(jié)線方式是把阻容支路并聯(lián)在線圈兩端。在增加的并聯(lián)支路所組成的回路中，電阻兩端。在增加的并聯(lián)支路所組成的回路中，電阻被調(diào)整到臨界值，因而當(dāng)開關(guān)切斷載流線圈電流被調(diào)整到臨界值，因而當(dāng)開關(guān)切斷載流線圈電流時(shí)不產(chǎn)生振蕩。另一方面，由于兩支路的時(shí)間常時(shí)不產(chǎn)生振蕩。另一方面，由于兩支路的時(shí)間常數(shù)相等，因而不管總電流隨時(shí)間如何變化，兩支數(shù)相等，因而不管總電流隨時(shí)間如何變

41、化，兩支路中的自由電流分量總是大小相等，方向相反。路中的自由電流分量總是大小相等，方向相反。電源支路中自由電流分量等于零，也就是說，當(dāng)電源支路中自由電流分量等于零，也就是說，當(dāng)開關(guān)切斷線圈電流時(shí)，線圈兩端的電壓為零。所開關(guān)切斷線圈電流時(shí)，線圈兩端的電壓為零。所以這種結(jié)線方式，不僅可消除操作過電壓，同時(shí)以這種結(jié)線方式，不僅可消除操作過電壓，同時(shí)也消除了在切斷感性負(fù)載時(shí)，開關(guān)觸點(diǎn)間產(chǎn)生的也消除了在切斷感性負(fù)載時(shí)，開關(guān)觸點(diǎn)間產(chǎn)生的電弧及火花。電弧及火花。 . c c 采用具有金屬屏蔽層的電纜采用具有金屬屏蔽層的電纜（總屏和分屏電纜）（總屏和分屏電纜） 當(dāng)二次回路中的電纜靠得比較近時(shí)，一當(dāng)二次回路中的

42、電纜靠得比較近時(shí)，一根電纜的高頻電壓，會(huì)通過分布電容傳遞到附根電纜的高頻電壓，會(huì)通過分布電容傳遞到附近另一根電纜纜芯上，為減少過電壓的傳遞，近另一根電纜纜芯上，為減少過電壓的傳遞，最好采用有金屬屏蔽層的電纜，并將屏蔽層在最好采用有金屬屏蔽層的電纜，并將屏蔽層在電纜兩端分別接地，從而使操作過電壓的磁力電纜兩端分別接地，從而使操作過電壓的磁力線絕大部分集中在屏蔽層，不會(huì)進(jìn)入電纜內(nèi)部，線絕大部分集中在屏蔽層，不會(huì)進(jìn)入電纜內(nèi)部，從而避免了過電壓的傳遞。從而避免了過電壓的傳遞。 如果電纜沒有金屬屏蔽層時(shí)，將電纜內(nèi)如果電纜沒有金屬屏蔽層時(shí)，將電纜內(nèi)備用纜芯接地，同樣也能起到減少操作過電壓備用纜芯接地，同樣

43、也能起到減少操作過電壓傳遞的效果。傳遞的效果。 在采取防止操作干擾過電壓的措施時(shí)，在采取防止操作干擾過電壓的措施時(shí)，同時(shí)還應(yīng)注意不能影響裝置的正常工作。同時(shí)還應(yīng)注意不能影響裝置的正常工作。 . 小結(jié)小結(jié)-操作過電壓操作過電壓 原因：操作過電壓是由于故障和斷原因：操作過電壓是由于故障和斷路器操作引起的過渡過程過電壓。路器操作引起的過渡過程過電壓。由于由于“操作操作”，使電力系統(tǒng)中的電，使電力系統(tǒng)中的電容電感的貯能元件的工作狀態(tài)發(fā)容電感的貯能元件的工作狀態(tài)發(fā)生了變化，從而導(dǎo)致電磁能量在電生了變化，從而導(dǎo)致電磁能量在電容電感間的振蕩，在振蕩的過渡容電感間的振蕩，在振蕩的過渡過程中，產(chǎn)生了數(shù)倍于電源電

44、壓的過程中，產(chǎn)生了數(shù)倍于電源電壓的操作過電壓。操作過電壓。 特點(diǎn)：操作過電壓具有幅值高特點(diǎn)：操作過電壓具有幅值高存在高頻振蕩強(qiáng)阻尼持續(xù)時(shí)間存在高頻振蕩強(qiáng)阻尼持續(xù)時(shí)間短暫態(tài)過程它的發(fā)生有一定的短暫態(tài)過程它的發(fā)生有一定的隨機(jī)性等特點(diǎn)。隨機(jī)性等特點(diǎn)。 . 由于操作過電壓的能量來自系統(tǒng)由于操作過電壓的能量來自系統(tǒng)本身，所以過電壓的幅值與額定電本身，所以過電壓的幅值與額定電壓存在一定的倍數(shù)關(guān)系。系統(tǒng)的標(biāo)壓存在一定的倍數(shù)關(guān)系。系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓愈高，操作過電壓幅值愈高，稱電壓愈高，操作過電壓幅值愈高，但其過電壓倍數(shù)愈低。但其過電壓倍數(shù)愈低。 對(duì)于對(duì)于220kV220kV及以下系統(tǒng)，通常電及以下系統(tǒng)，通常電氣設(shè)

45、備的絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)容許承受氣設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)容許承受3-43-4倍的過電壓，只要選擇設(shè)備符合絕倍的過電壓，只要選擇設(shè)備符合絕緣配合的原則，一般不必采取專門緣配合的原則，一般不必采取專門的限制措施。的限制措施。 . 在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，常見的操作過電壓有：合、分閘空常見的操作過電壓有：合、分閘空載線路過電壓，切除空載變壓器過載線路過電壓，切除空載變壓器過電壓，解列過電壓等。電壓，解列過電壓等。 在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，有單相在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，有單相弧光接地過電壓，投、切電容器過弧光接地過電壓，投、切電容器過電壓，開斷電動(dòng)機(jī)過電壓等。電壓，開斷電動(dòng)機(jī)過電壓等。.

46、第二節(jié)第二節(jié) 工頻過電壓工頻過電壓 由于電網(wǎng)運(yùn)行方式的突然改變，由于電網(wǎng)運(yùn)行方式的突然改變，引起某些電網(wǎng)工頻電壓的升高。引起某些電網(wǎng)工頻電壓的升高。工頻電壓升高包括：工頻電壓升高包括： 1 1）突然甩負(fù)荷引起的工頻電壓）突然甩負(fù)荷引起的工頻電壓升高升高 2 2）長(zhǎng)線路空載末端的電壓升高）長(zhǎng)線路空載末端的電壓升高 3 3）系統(tǒng)不對(duì)稱短路時(shí)的電壓升）系統(tǒng)不對(duì)稱短路時(shí)的電壓升高高 4) 4) 解環(huán)操作引起的過電壓解環(huán)操作引起的過電壓 . 1.1.突然甩負(fù)荷引起的工頻電壓升高突然甩負(fù)荷引起的工頻電壓升高 發(fā)電機(jī)電樞反應(yīng)的變化引起的工頻電發(fā)電機(jī)電樞反應(yīng)的變化引起的工頻電壓升高壓升高 （1 1）一般系統(tǒng)所

47、帶的是感性負(fù)荷，感性）一般系統(tǒng)所帶的是感性負(fù)荷，感性負(fù)荷的電流對(duì)發(fā)電機(jī)起去磁的電樞反應(yīng)，負(fù)荷的電流對(duì)發(fā)電機(jī)起去磁的電樞反應(yīng)，當(dāng)系統(tǒng)突然甩掉負(fù)荷時(shí)，這個(gè)去磁的電樞當(dāng)系統(tǒng)突然甩掉負(fù)荷時(shí)，這個(gè)去磁的電樞反應(yīng)也隨之消失，但根據(jù)磁鏈?zhǔn)睾阍?，反?yīng)也隨之消失，但根據(jù)磁鏈?zhǔn)睾阍?，穿過勵(lì)磁繞組的磁通來不及變化，故發(fā)電穿過勵(lì)磁繞組的磁通來不及變化，故發(fā)電機(jī)端電壓將升高到機(jī)端電壓將升高到 。 （2 2）甩掉感性負(fù)荷的長(zhǎng)線路呈容性，容）甩掉感性負(fù)荷的長(zhǎng)線路呈容性，容性的電流又對(duì)發(fā)電機(jī)起助磁的電樞反應(yīng)。性的電流又對(duì)發(fā)電機(jī)起助磁的電樞反應(yīng)。dE. （3 3）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速上升引起的工頻電壓升）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速上升引起的工頻電壓

48、升高。發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷后，由于發(fā)電機(jī)的高。發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷后，由于發(fā)電機(jī)的調(diào)速器及調(diào)壓器來不及起作用，發(fā)電機(jī)的調(diào)速器及調(diào)壓器來不及起作用，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速將要上升，而電壓幾乎隨著轉(zhuǎn)速的上轉(zhuǎn)速將要上升，而電壓幾乎隨著轉(zhuǎn)速的上升成正比增加。升成正比增加。 母線及輸電線上的電壓，由于突然母線及輸電線上的電壓，由于突然甩負(fù)荷，可達(dá)額定值的甩負(fù)荷，可達(dá)額定值的1.21.21.31.3倍。當(dāng)線倍。當(dāng)線路電容較大時(shí)，此值還可能更高。這種電路電容較大時(shí)，此值還可能更高。這種電壓上升時(shí)間約為幾分之一秒，但實(shí)際上受壓上升時(shí)間約為幾分之一秒，但實(shí)際上受機(jī)組調(diào)壓器、調(diào)速器以及變壓器、發(fā)電機(jī)機(jī)組調(diào)壓器、調(diào)速器以及變壓器、發(fā)

49、電機(jī)磁飽和的限制，實(shí)際電壓上升視具體情況磁飽和的限制，實(shí)際電壓上升視具體情況而定。而定。. 發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷引起的過電壓跟發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷引起的過電壓跟以下因素有關(guān)：以下因素有關(guān)：斷路器跳閘前送出的負(fù)荷大??；斷路器跳閘前送出的負(fù)荷大小；空載長(zhǎng)線路的電容效應(yīng)；空載長(zhǎng)線路的電容效應(yīng)；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)及電壓調(diào)整器的特發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)及電壓調(diào)整器的特性；性；原動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性及制動(dòng)設(shè)備性能；原動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性及制動(dòng)設(shè)備性能；. 2.2.空載線路末端的電壓升高空載線路末端的電壓升高 當(dāng)輸電線路空載運(yùn)行及線路末端帶當(dāng)輸電線路空載運(yùn)行及線路末端帶電容器空載運(yùn)行，空載線路末端電壓比電容器空載運(yùn)行，空載線路末端電壓比首

50、端要高，這也就是常說的長(zhǎng)線路的電首端要高，這也就是常說的長(zhǎng)線路的電容效應(yīng)。這是由于長(zhǎng)線路是由許多串聯(lián)容效應(yīng)。這是由于長(zhǎng)線路是由許多串聯(lián)的的LCLC回路組成，愈往終端電壓愈高。回路組成，愈往終端電壓愈高。 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則規(guī)定，線路規(guī)定，線路末端電壓不能超過系統(tǒng)額定電壓的末端電壓不能超過系統(tǒng)額定電壓的1.151.15倍，持續(xù)時(shí)間不應(yīng)大于倍，持續(xù)時(shí)間不應(yīng)大于20min20min，因此，在，因此，在給線路充電時(shí)，必須估算可能產(chǎn)生的過給線路充電時(shí)，必須估算可能產(chǎn)生的過電壓，當(dāng)可能產(chǎn)生的過電壓超過允許值電壓，當(dāng)可能產(chǎn)生的過電壓超過允許值時(shí)，要采取相應(yīng)措施。時(shí)，要采取相應(yīng)措施。 .

51、 對(duì)于石化企業(yè)工頻電壓升高問題，對(duì)于石化企業(yè)工頻電壓升高問題，主要考慮：長(zhǎng)電纜線路空載充電、避免主要考慮：長(zhǎng)電纜線路空載充電、避免帶電容器充電、避免由受電端向電纜線帶電容器充電、避免由受電端向電纜線路反充電等帶來的過電壓?jiǎn)栴}。路反充電等帶來的過電壓?jiǎn)栴}。. 3.3.不對(duì)稱短路時(shí)的電壓升高不對(duì)稱短路時(shí)的電壓升高 在發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，非故障相電壓將在發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，非故障相電壓將升高。升高。 當(dāng)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地當(dāng)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相的電壓升高一般不超過故障時(shí)，非故障相的電壓升高一般不超過1.31.31.41.4倍相電壓的數(shù)值。倍相電壓的數(shù)值。 當(dāng)中性點(diǎn)不接當(dāng)中性點(diǎn)

52、不接地或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故地或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相的電壓升高達(dá)障時(shí)，非故障相的電壓升高達(dá)1.731.73倍相電倍相電壓的數(shù)值。利用對(duì)稱分量法，通過時(shí)序網(wǎng)壓的數(shù)值。利用對(duì)稱分量法，通過時(shí)序網(wǎng)絡(luò)方便的進(jìn)行分析（有專業(yè)書詳細(xì)介紹）絡(luò)方便的進(jìn)行分析（有專業(yè)書詳細(xì)介紹）. 應(yīng)避免在應(yīng)避免在110kV110kV及及220kV220kV有效接地系統(tǒng)有效接地系統(tǒng)中偶然形成局部不接地系統(tǒng)，并產(chǎn)生較高中偶然形成局部不接地系統(tǒng)，并產(chǎn)生較高的工頻過電壓。對(duì)可能形成這種局部系統(tǒng)、的工頻過電壓。對(duì)可能形成這種局部系統(tǒng)、低壓側(cè)有電源的低壓側(cè)有電源的110kV110kV及及220kV2

53、20kV變壓器不接變壓器不接地的中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)間隙放電及其保護(hù)。因地的中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)間隙放電及其保護(hù)。因接地故障形成局部不接地系統(tǒng)時(shí)該間隙應(yīng)接地故障形成局部不接地系統(tǒng)時(shí)該間隙應(yīng)動(dòng)作；系統(tǒng)以有效接地方式運(yùn)行發(fā)生單相動(dòng)作；系統(tǒng)以有效接地方式運(yùn)行發(fā)生單相接地故障時(shí)間隙不應(yīng)動(dòng)作。間隙距離的選接地故障時(shí)間隙不應(yīng)動(dòng)作。間隙距離的選擇除應(yīng)滿足這兩項(xiàng)要求外，還應(yīng)兼顧雷電擇除應(yīng)滿足這兩項(xiàng)要求外，還應(yīng)兼顧雷電過電壓下保護(hù)變壓器中性點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)絕緣過電壓下保護(hù)變壓器中性點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)絕緣的要求。的要求。.4.4.解環(huán)操作過電壓解環(huán)操作過電壓 電磁環(huán)網(wǎng)的解列操作，會(huì)由于潮流電磁環(huán)網(wǎng)的解列操作，會(huì)由于潮流的變化，導(dǎo)致無功分布的變

54、化，可能的變化，導(dǎo)致無功分布的變化，可能會(huì)引起過電壓。會(huì)引起過電壓。 另外：由于變壓器檔位調(diào)節(jié)不當(dāng)另外：由于變壓器檔位調(diào)節(jié)不當(dāng)、電容器過量投入電容器過量投入、發(fā)電機(jī)無功調(diào)節(jié)過發(fā)電機(jī)無功調(diào)節(jié)過調(diào)或強(qiáng)行勵(lì)磁時(shí)間長(zhǎng)等都會(huì)引起運(yùn)行調(diào)或強(qiáng)行勵(lì)磁時(shí)間長(zhǎng)等都會(huì)引起運(yùn)行電壓升高，在運(yùn)行中是盡量避免的。電壓升高，在運(yùn)行中是盡量避免的。.小結(jié)小結(jié)-工頻過電壓工頻過電壓 由于斷路器操作或發(fā)生短路故由于斷路器操作或發(fā)生短路故障，使電力系統(tǒng)經(jīng)歷過渡過程以后障，使電力系統(tǒng)經(jīng)歷過渡過程以后重新達(dá)到某種暫時(shí)穩(wěn)定的情況下所重新達(dá)到某種暫時(shí)穩(wěn)定的情況下所出現(xiàn)的過電壓。出現(xiàn)的過電壓。 運(yùn)行方式突然改變而導(dǎo)致的相運(yùn)行方式突然改變而導(dǎo)

55、致的相對(duì)緩慢變化的過渡過程，持續(xù)時(shí)間對(duì)緩慢變化的過渡過程，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，衰減過程較慢，故又稱工頻較長(zhǎng)，衰減過程較慢，故又稱工頻電壓升高。常見的工頻過電壓有突電壓升高。常見的工頻過電壓有突然甩負(fù)荷、長(zhǎng)線路空載、系統(tǒng)不對(duì)然甩負(fù)荷、長(zhǎng)線路空載、系統(tǒng)不對(duì)稱短路等稱短路等幾種形式。幾種形式。 . 工頻電壓升高一般不會(huì)對(duì)系統(tǒng)工頻電壓升高一般不會(huì)對(duì)系統(tǒng)中正常設(shè)備造成直接的絕緣損傷，中正常設(shè)備造成直接的絕緣損傷，但在工頻電壓發(fā)生之前，往往發(fā)生但在工頻電壓發(fā)生之前，往往發(fā)生了操作過電壓，兩者的疊加使得操了操作過電壓，兩者的疊加使得操作過電壓的數(shù)值很大，因此需認(rèn)真作過電壓的數(shù)值很大，因此需認(rèn)真研究。研究。 例如：

56、發(fā)電機(jī)運(yùn)行中跳閘，長(zhǎng)空例如：發(fā)電機(jī)運(yùn)行中跳閘，長(zhǎng)空載線路送電都伴隨上述兩種過電壓載線路送電都伴隨上述兩種過電壓. 思考題：思考題： 發(fā)電機(jī)經(jīng)升壓變接入發(fā)電機(jī)經(jīng)升壓變接入110kV 110kV 系統(tǒng)，廠用系統(tǒng)，廠用電接入升壓變低壓側(cè)。電接入升壓變低壓側(cè)。 當(dāng)升壓變當(dāng)升壓變110kV110kV側(cè)跳側(cè)跳閘出現(xiàn)發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓是怎閘出現(xiàn)發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓是怎樣變化的？樣變化的？ .第三節(jié)第三節(jié) 諧振過電壓諧振過電壓 在額定頻率和電壓下，電力系統(tǒng)中變?cè)陬~定頻率和電壓下，電力系統(tǒng)中變壓器、發(fā)電機(jī)、導(dǎo)線電感的漏感，均基本壓器、發(fā)電機(jī)、導(dǎo)線電感的漏感，均基本恒定，可認(rèn)為這些參數(shù)是線性的。

57、同時(shí)發(fā)恒定，可認(rèn)為這些參數(shù)是線性的。同時(shí)發(fā)電機(jī)和變壓器的勵(lì)磁電感（鐵芯電感）與電機(jī)和變壓器的勵(lì)磁電感（鐵芯電感）與磁通密度的大小有關(guān)，在額定工況下繞組磁通密度的大小有關(guān)，在額定工況下繞組的勵(lì)磁電感也是線性的。的勵(lì)磁電感也是線性的。 當(dāng)系統(tǒng)的頻率電壓異?；虬l(fā)生勵(lì)磁涌當(dāng)系統(tǒng)的頻率電壓異?；虬l(fā)生勵(lì)磁涌流時(shí)，鐵芯趨于飽和，電感呈現(xiàn)出非線性。流時(shí)，鐵芯趨于飽和，電感呈現(xiàn)出非線性。它們和系統(tǒng)中的電容元件組成許多復(fù)雜的它們和系統(tǒng)中的電容元件組成許多復(fù)雜的振蕩回路，可能激發(fā)起持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的諧振蕩回路，可能激發(fā)起持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的諧振過電壓。振過電壓。 諧振過電壓有：諧振過電壓有：線性諧振、參數(shù)諧振、鐵磁諧振三種類

58、型。線性諧振、參數(shù)諧振、鐵磁諧振三種類型。 . 1.1.線性諧振線性諧振 線性諧振中電路的參數(shù)是常數(shù)線性諧振中電路的參數(shù)是常數(shù), ,不隨電不隨電壓或電流的變化而變化，不帶鐵心的電感壓或電流的變化而變化，不帶鐵心的電感元件（線路的電感、變壓器的漏感）或勵(lì)元件（線路的電感、變壓器的漏感）或勵(lì)磁特性接近線性的帶鐵心的電感元件（消磁特性接近線性的帶鐵心的電感元件（消弧線圈）和系統(tǒng)中的電容元件形成的諧振弧線圈）和系統(tǒng)中的電容元件形成的諧振回路。有以下特點(diǎn)：回路。有以下特點(diǎn)：-自振頻率自振頻率0 0 固定。當(dāng)它與電源頻率相等固定。當(dāng)它與電源頻率相等或接近時(shí)，容易發(fā)生線性諧振?；蚪咏鼤r(shí)，容易發(fā)生線性諧振。-

59、當(dāng)當(dāng)=0 0 時(shí)，過電壓只能由回路電阻來時(shí)，過電壓只能由回路電阻來限制限制, ,避雷器不起作用。避雷器不起作用。. -線性諧振要求有嚴(yán)格的參數(shù)配合。線性諧振要求有嚴(yán)格的參數(shù)配合。-發(fā)生不對(duì)稱短路或非全相操作時(shí)可誘發(fā)線發(fā)生不對(duì)稱短路或非全相操作時(shí)可誘發(fā)線性諧振過電壓性諧振過電壓 例如：在有些大容量的配電變壓器例如：在有些大容量的配電變壓器10/0.4kV10/0.4kV空載運(yùn)行時(shí)如低壓側(cè)帶有電容器，空載運(yùn)行時(shí)如低壓側(cè)帶有電容器，很有可能產(chǎn)生線性諧振，進(jìn)而損壞設(shè)備，很有可能產(chǎn)生線性諧振，進(jìn)而損壞設(shè)備，這樣的情形時(shí)有發(fā)生。這樣的情形時(shí)有發(fā)生。 用消弧線卷進(jìn)行補(bǔ)償?shù)碾娋W(wǎng)，在發(fā)生單用消弧線卷進(jìn)行補(bǔ)償?shù)碾?/p>

60、網(wǎng)，在發(fā)生單相接地和切除時(shí)、及發(fā)生單相斷線時(shí)，伴相接地和切除時(shí)、及發(fā)生單相斷線時(shí)，伴隨著不同程度的線性諧振現(xiàn)象。隨著不同程度的線性諧振現(xiàn)象。. 2.2.參數(shù)諧振過電壓參數(shù)諧振過電壓 水輪發(fā)電機(jī)在同步運(yùn)行狀態(tài)下，其電水輪發(fā)電機(jī)在同步運(yùn)行狀態(tài)下，其電抗將在：抗將在： 之間周期性地變動(dòng)。之間周期性地變動(dòng)。 如果外接負(fù)載的容抗?jié)M足條件：如果外接負(fù)載的容抗?jié)M足條件： 或或 且損耗且損耗R R足夠小時(shí)，就有可能在此電感足夠小時(shí)，就有可能在此電感參數(shù)周期變化的震蕩電路中激發(fā)起一種特參數(shù)周期變化的震蕩電路中激發(fā)起一種特殊性質(zhì)的參數(shù)諧振現(xiàn)象。殊性質(zhì)的參數(shù)諧振現(xiàn)象。 qdxx dcqxxxqcdxxx. 另外當(dāng)同