高電壓技術(shù)8、9章說(shuō)課材料

1、高電壓技術(shù)8、9章暫態(tài)過(guò)電壓操作過(guò)電壓工頻電壓升高諧振過(guò)電壓切空線過(guò)電壓合空線過(guò)電壓切空變過(guò)電壓間歇電弧接地過(guò)電壓線性諧振過(guò)電壓鐵磁諧振過(guò)電壓參數(shù)諧振過(guò)電壓空載長(zhǎng)線的電容效應(yīng)不對(duì)稱(chēng)短路引起的工頻過(guò)電壓甩負(fù)荷引起的工頻電壓升高暫態(tài)過(guò)電壓是一種在一定位置上的相對(duì)地或相間的過(guò)電壓，具有一定的振蕩頻率，由于無(wú)阻尼或弱阻尼，因此持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。操作過(guò)電壓是電磁過(guò)渡過(guò)程的過(guò)電壓。第第8章章 諧振過(guò)電壓諧振過(guò)電壓第第9章章 電力系統(tǒng)操作過(guò)電壓電力系統(tǒng)操作過(guò)電壓第第8 8章章 諧振過(guò)電壓諧振過(guò)電壓 電力系統(tǒng)包含許多電感和電容元件，例如：電力系統(tǒng)包含許多電感和電容元件，例如：電感電感元件元件L: 發(fā)電機(jī)、變壓器、

2、互感器、電抗器、消弧線發(fā)電機(jī)、變壓器、互感器、電抗器、消弧線圈等。圈等。電容元件電容元件C: 線路對(duì)地電容、導(dǎo)線間電容、補(bǔ)線路對(duì)地電容、導(dǎo)線間電容、補(bǔ)償用的并、串電容、高壓設(shè)備的雜散電容等。他們的償用的并、串電容、高壓設(shè)備的雜散電容等。他們的組合可以構(gòu)成一系列的復(fù)雜的振蕩電路，正常運(yùn)行時(shí)組合可以構(gòu)成一系列的復(fù)雜的振蕩電路，正常運(yùn)行時(shí)由于負(fù)載的阻尼或大功率電源的存在，不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重由于負(fù)載的阻尼或大功率電源的存在，不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的振蕩。的振蕩。但操作或事故時(shí)但操作或事故時(shí)，某些振蕩回路就有可能與，某些振蕩回路就有可能與外加電源發(fā)生諧振現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)中某些部分上出現(xiàn)外加電源發(fā)生諧振現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)中某些

3、部分上出現(xiàn)過(guò)電壓，這就是過(guò)電壓，這就是諧振過(guò)電壓。諧振過(guò)電壓。 諧振是指振蕩回路中某一自由振蕩頻率等于諧振是指振蕩回路中某一自由振蕩頻率等于外加強(qiáng)迫頻率的一種穩(wěn)態(tài)或準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象。在這種外加強(qiáng)迫頻率的一種穩(wěn)態(tài)或準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象。在這種周期性或準(zhǔn)周期性的運(yùn)行狀態(tài)中，發(fā)生諧振的諧周期性或準(zhǔn)周期性的運(yùn)行狀態(tài)中，發(fā)生諧振的諧波幅值會(huì)急劇上升。波幅值會(huì)急劇上升。 根據(jù)電感的特性把根據(jù)電感的特性把諧振諧振分為：分為： 線性諧振、參數(shù)諧振、非線性（鐵磁）諧振線性諧振、參數(shù)諧振、非線性（鐵磁）諧振(一一) 線性諧振過(guò)電壓線性諧振過(guò)電壓 電路中的電感電路中的電感L與電容與電容C、電阻、電阻R一樣，都是線性參數(shù)。限一樣，都

4、是線性參數(shù)。限制這種過(guò)電流和過(guò)電壓的方法是使回路脫離諧振狀態(tài)或增加制這種過(guò)電流和過(guò)電壓的方法是使回路脫離諧振狀態(tài)或增加回路的損耗。在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)，應(yīng)設(shè)法避開(kāi)諧振條回路的損耗。在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)，應(yīng)設(shè)法避開(kāi)諧振條件以消除這種線性諧振過(guò)電壓。件以消除這種線性諧振過(guò)電壓。 (二二) 參數(shù)諧振過(guò)電壓參數(shù)諧振過(guò)電壓系統(tǒng)中某些元件的電感會(huì)發(fā)生周期性變化，如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)中某些元件的電感會(huì)發(fā)生周期性變化，如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其電感的大小隨著轉(zhuǎn)子位置的不同而周期性變化。當(dāng)發(fā)電機(jī)其電感的大小隨著轉(zhuǎn)子位置的不同而周期性變化。當(dāng)發(fā)電機(jī)帶有電容性負(fù)載（例如一段空載線路）時(shí)，如再存在不利的帶有電容性負(fù)載（例

5、如一段空載線路）時(shí)，如再存在不利的參數(shù)配合，就又可能引發(fā)參數(shù)諧振現(xiàn)象，有時(shí)將這種現(xiàn)象稱(chēng)參數(shù)配合，就又可能引發(fā)參數(shù)諧振現(xiàn)象，有時(shí)將這種現(xiàn)象稱(chēng)為發(fā)電機(jī)的自勵(lì)磁或自激過(guò)電壓。為發(fā)電機(jī)的自勵(lì)磁或自激過(guò)電壓。(三三) 鐵磁諧振過(guò)電壓鐵磁諧振過(guò)電壓 當(dāng)電感元件帶有鐵心時(shí)。一般都會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，這時(shí)電當(dāng)電感元件帶有鐵心時(shí)。一般都會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，這時(shí)電感不再是常數(shù)而是隨著電流或磁通的變化而改變，在滿(mǎn)足一感不再是常數(shù)而是隨著電流或磁通的變化而改變，在滿(mǎn)足一定條件時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生鐵磁諧振現(xiàn)象，它具有一些不同于其他過(guò)定條件時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生鐵磁諧振現(xiàn)象，它具有一些不同于其他過(guò)電壓的特點(diǎn)。電壓的特點(diǎn)。 鐵磁諧振的諧振頻率可能是

6、電源頻率的整數(shù)倍和分?jǐn)?shù)倍，鐵磁諧振的諧振頻率可能是電源頻率的整數(shù)倍和分?jǐn)?shù)倍，分別稱(chēng)為高頻諧振和分頻諧振，振蕩頻率等于或接近電源頻率分別稱(chēng)為高頻諧振和分頻諧振，振蕩頻率等于或接近電源頻率時(shí)產(chǎn)生的諧振過(guò)電壓稱(chēng)為基波諧振過(guò)電壓。時(shí)產(chǎn)生的諧振過(guò)電壓稱(chēng)為基波諧振過(guò)電壓。 下面以基波諧振為例，說(shuō)明非線性諧振的基本特性：下面以基波諧振為例，說(shuō)明非線性諧振的基本特性：穩(wěn)定工作點(diǎn)和諧振條件：穩(wěn)定工作點(diǎn)和諧振條件：下圖為最簡(jiǎn)單的下圖為最簡(jiǎn)單的R,CR,C和鐵心電感和鐵心電感L L的串聯(lián)電路。在正常運(yùn)的串聯(lián)電路。在正常運(yùn)行條件下，感抗大于容抗，即，此時(shí)不具備諧振條件。行條件下，感抗大于容抗，即，此時(shí)不具備諧振條件。

7、當(dāng)鐵心電感的電流增大或者磁通增大時(shí)會(huì)使鐵心發(fā)生飽當(dāng)鐵心電感的電流增大或者磁通增大時(shí)會(huì)使鐵心發(fā)生飽和現(xiàn)象，使電感下降，滿(mǎn)足串聯(lián)諧振條件，發(fā)生諧振，和現(xiàn)象，使電感下降，滿(mǎn)足串聯(lián)諧振條件，發(fā)生諧振，在電感和電容兩端形成過(guò)電壓，這就是鐵磁諧振現(xiàn)象。在電感和電容兩端形成過(guò)電壓，這就是鐵磁諧振現(xiàn)象。串聯(lián)鐵磁諧振回路的特性曲線：串聯(lián)鐵磁諧振回路的特性曲線：與曲線相交于與曲線相交于a1a1、a2a2、a3a3，但是不是都是穩(wěn)定工作點(diǎn)？，但是不是都是穩(wěn)定工作點(diǎn)？物理上判斷是否是穩(wěn)定工作點(diǎn)，用物理上判斷是否是穩(wěn)定工作點(diǎn)，用“小擾動(dòng)小擾動(dòng)”理論，即電源電理論，即電源電壓出現(xiàn)小的擾動(dòng)后，工作點(diǎn)能否回到原來(lái)的工作點(diǎn)。壓

8、出現(xiàn)小的擾動(dòng)后，工作點(diǎn)能否回到原來(lái)的工作點(diǎn)。LcUUU實(shí)際工作點(diǎn)：滿(mǎn)足電勢(shì)平衡條件；滿(mǎn)足穩(wěn)定工作條件。不穩(wěn)定點(diǎn)穩(wěn)定點(diǎn)穩(wěn)定點(diǎn)穩(wěn)定點(diǎn)穩(wěn)定點(diǎn)且為諧振點(diǎn)且為諧振點(diǎn)回路呈容性回路呈容性回路電流較大回路電流較大電感電容上出現(xiàn)較電感電容上出現(xiàn)較高過(guò)電壓高過(guò)電壓諧振點(diǎn)諧振點(diǎn)但不是穩(wěn)定工作點(diǎn)但不是穩(wěn)定工作點(diǎn)基波的鐵磁諧振的特點(diǎn)：基波的鐵磁諧振的特點(diǎn)： 產(chǎn)生串聯(lián)鐵磁諧振的產(chǎn)生串聯(lián)鐵磁諧振的必要條件必要條件是：電感和電容的是：電感和電容的伏安特性必須相交，鐵磁諧振可在較大范圍內(nèi)產(chǎn)伏安特性必須相交，鐵磁諧振可在較大范圍內(nèi)產(chǎn)生；生；對(duì)鐵磁諧振電路，在同一電源電勢(shì)作用下，回路對(duì)鐵磁諧振電路，在同一電源電勢(shì)作用下，回路可能

9、有不只一種穩(wěn)定工作狀態(tài)；可能有不只一種穩(wěn)定工作狀態(tài)；鐵磁元件的非線性是產(chǎn)生鐵磁諧振的根本原因，鐵磁元件的非線性是產(chǎn)生鐵磁諧振的根本原因，但其飽和特性本身又限制了過(guò)電壓的幅值。此外，但其飽和特性本身又限制了過(guò)電壓的幅值。此外，回路中的損耗會(huì)使過(guò)電壓降低，當(dāng)回路電阻值大回路中的損耗會(huì)使過(guò)電壓降低，當(dāng)回路電阻值大到一定數(shù)值時(shí)，就不會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的的諧振現(xiàn)象。到一定數(shù)值時(shí)，就不會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的的諧振現(xiàn)象。因此，因此，基波鐵磁諧振過(guò)電壓必要條件基波鐵磁諧振過(guò)電壓必要條件限制和消除鐵磁諧振過(guò)電壓的措施：限制和消除鐵磁諧振過(guò)電壓的措施：改善電磁式電壓互感器的激磁特性或改用電容式電壓互改善電磁式電壓互感器的激磁特性或

10、改用電容式電壓互感器感器采用阻尼電阻采用阻尼電阻增大對(duì)地電容，從參數(shù)配合上避開(kāi)諧振增大對(duì)地電容，從參數(shù)配合上避開(kāi)諧振采用消弧線圈采用消弧線圈CL10第第9章、章、 電力系統(tǒng)操作過(guò)電壓電力系統(tǒng)操作過(guò)電壓 電力系統(tǒng)中的電容、電感元件均為儲(chǔ)能電力系統(tǒng)中的電容、電感元件均為儲(chǔ)能元件。當(dāng)系統(tǒng)元件。當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)關(guān)操作開(kāi)關(guān)操作或或故障故障使其工作狀態(tài)使其工作狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，各儲(chǔ)能元件的能量重新分配發(fā)發(fā)生變化時(shí)，各儲(chǔ)能元件的能量重新分配發(fā)生生振蕩振蕩就產(chǎn)生了就產(chǎn)生了操作過(guò)電壓操作過(guò)電壓。在設(shè)備上將會(huì)。在設(shè)備上將會(huì)產(chǎn)生產(chǎn)生數(shù)倍數(shù)倍于電源電壓的過(guò)渡過(guò)程過(guò)電壓。于電源電壓的過(guò)渡過(guò)程過(guò)電壓。電力系統(tǒng)常見(jiàn)操作過(guò)電壓種類(lèi)電力

11、系統(tǒng)常見(jiàn)操作過(guò)電壓種類(lèi)一、切除空載線路過(guò)電壓一、切除空載線路過(guò)電壓二、合空載線路過(guò)電壓二、合空載線路過(guò)電壓三、切除空載變壓器過(guò)電壓三、切除空載變壓器過(guò)電壓四、電弧接地過(guò)電壓四、電弧接地過(guò)電壓在不同電壓等級(jí)中起主導(dǎo)作用的操作過(guò)電壓類(lèi)型：在不同電壓等級(jí)中起主導(dǎo)作用的操作過(guò)電壓類(lèi)型：610kV，3560kV：電弧接地過(guò)電壓：電弧接地過(guò)電壓110220kV：切空載變壓器，切除空載線路過(guò)電壓：切空載變壓器，切除空載線路過(guò)電壓330500kV：合空載線路過(guò)電壓：合空載線路過(guò)電壓切除空載線路是電力系統(tǒng)中常見(jiàn)的操作之一。產(chǎn)生切除空載線路是電力系統(tǒng)中常見(jiàn)的操作之一。產(chǎn)生過(guò)電壓的原因是過(guò)電壓的原因是斷路器斷路器分

12、閘過(guò)程中的分閘過(guò)程中的重燃現(xiàn)象。重燃現(xiàn)象。切除空載線路時(shí)引起的操作過(guò)電壓幅值大、持續(xù)時(shí)切除空載線路時(shí)引起的操作過(guò)電壓幅值大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。間長(zhǎng)。9.1 切除空載線路過(guò)電壓切除空載線路過(guò)電壓發(fā)展過(guò)程發(fā)展過(guò)程 影響因素和限制過(guò)電壓大小的措施影響因素和限制過(guò)電壓大小的措施 切除空載過(guò)電壓產(chǎn)生的物理過(guò)程：切除空載過(guò)電壓產(chǎn)生的物理過(guò)程：scXX 線路容抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于感抗：線路容抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于感抗：穩(wěn)定時(shí)，若假定：穩(wěn)定時(shí)，若假定：則：則：回路的自振角頻率：回路的自振角頻率：0T1/LC1 1、斷路器斷開(kāi)前，即、斷路器斷開(kāi)前，即t1t1時(shí)刻前，線路電壓為時(shí)刻前，線路電壓為u(t)u(t)，即電，即電容電壓容電壓uc(

13、t) uc(t) 等于電源電壓等于電源電壓e(t)e(t)。設(shè)。設(shè)t1t1時(shí)刻斷路器斷開(kāi)，時(shí)刻斷路器斷開(kāi)，斷路器的工頻電流過(guò)零點(diǎn)，電弧熄滅，此時(shí)電容斷路器的工頻電流過(guò)零點(diǎn)，電弧熄滅，此時(shí)電容C C上的電上的電壓為負(fù)的最大值壓為負(fù)的最大值-Em-Em。2 2、由于、由于線路絕緣，導(dǎo)線電壓保持在線路絕緣，導(dǎo)線電壓保持在-Em-Em，但斷路器觸電，但斷路器觸電A A點(diǎn)點(diǎn)的電位仍然按余弦規(guī)律變化，斷路器觸頭間出現(xiàn)不斷增加的電位仍然按余弦規(guī)律變化，斷路器觸頭間出現(xiàn)不斷增加的恢復(fù)電壓：的恢復(fù)電壓：1)cos()()(atEEteummAB3、t2時(shí)刻（過(guò)半個(gè)周期）：時(shí)刻（過(guò)半個(gè)周期）：uc(t2)=-Em

14、,電源電壓電源電壓e(t)=Em, uAB = 2Em，在，在t1t2之間就可能發(fā)生電弧重燃。之間就可能發(fā)生電弧重燃。4 4、按最嚴(yán)重情況考慮：、按最嚴(yán)重情況考慮：t2t2時(shí)刻，時(shí)刻，u uAB AB = 2= 2E Em m。這時(shí)形。這時(shí)形成一個(gè)成一個(gè)LCLC振蕩回路。是一個(gè)初始值為振蕩回路。是一個(gè)初始值為U Uc c(0)=-(0)=-E Em m的重的重合閘過(guò)程，線路上過(guò)電壓達(dá)到合閘過(guò)程，線路上過(guò)電壓達(dá)到3 3E Em m。Umax U穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài) (U穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)U起始起始) 2 U穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)U起始起始線路最高暫態(tài)幅值：線路最高暫態(tài)幅值：4 4、重燃后，伴隨高頻振蕩電壓的出現(xiàn)，回路中流過(guò)容性的高

15、、重燃后，伴隨高頻振蕩電壓的出現(xiàn)，回路中流過(guò)容性的高頻電流，在頻電流，在t3t3時(shí)刻時(shí)刻U Uc c達(dá)到達(dá)到3 3E Em m時(shí)，高頻容性電流恰好過(guò)零。時(shí)，高頻容性電流恰好過(guò)零。t3t3時(shí)刻電弧可能再次熄滅，電容時(shí)刻電弧可能再次熄滅，電容C C上將留有數(shù)值為上將留有數(shù)值為3 3E Em m的殘壓的殘壓1)cos()()(atEEteummAB4 4、再過(guò)半個(gè)周、再過(guò)半個(gè)周t4t4時(shí)刻，此時(shí)時(shí)刻，此時(shí)U UABAB達(dá)達(dá)- -E Em m。重燃后，過(guò)電壓。重燃后，過(guò)電壓可達(dá)可達(dá)-5-5E Em m 依次類(lèi)推，依次類(lèi)推，每隔半個(gè)工頻周期就重燃一次和熄弧一次每隔半個(gè)工頻周期就重燃一次和熄弧一次，過(guò)電壓

16、將按過(guò)電壓將按7 7E Em m，-9-9E Em m 逐次增加，直到觸頭間已有逐次增加，直到觸頭間已有足夠的絕緣強(qiáng)度，電弧不再重燃為止足夠的絕緣強(qiáng)度，電弧不再重燃為止3)cos(3)(atEEteummAB：斷路器的電弧重燃斷路器的電弧重燃 斷路器的滅弧能力越差，重燃幾率越大，過(guò)電壓幅值斷路器的滅弧能力越差，重燃幾率越大，過(guò)電壓幅值越高。越高。： 提高斷路器的滅弧性能，減少或避免電弧重燃；提高斷路器的滅弧性能，減少或避免電弧重燃； 在斷路器中加裝并聯(lián)分閘電阻；（在斷路器中加裝并聯(lián)分閘電阻；（作用：作用：降低斷路器降低斷路器觸頭間的恢復(fù)電壓和降低重燃后的過(guò)電壓）觸頭間的恢復(fù)電壓和降低重燃后的過(guò)

17、電壓） 裝設(shè)避雷器。裝設(shè)避雷器。ZnO或磁吹避雷器安裝在線路首端和末端，能有效地或磁吹避雷器安裝在線路首端和末端，能有效地限制這種過(guò)電壓的幅值。限制這種過(guò)電壓的幅值。9.2 合閘空載線路過(guò)電壓合閘空載線路過(guò)電壓空載線的合閘分為兩種情況，即空載線的合閘分為兩種情況，即計(jì)劃性合閘和故障計(jì)劃性合閘和故障后的自動(dòng)重合閘后的自動(dòng)重合閘。 由于線路電壓在合閘前后發(fā)生突變，由此會(huì)引由于線路電壓在合閘前后發(fā)生突變，由此會(huì)引起合閘空載過(guò)電壓。這時(shí)出現(xiàn)的操作過(guò)電壓稱(chēng)為合起合閘空載過(guò)電壓。這時(shí)出現(xiàn)的操作過(guò)電壓稱(chēng)為合空線過(guò)電壓或合閘過(guò)電壓，空線過(guò)電壓或合閘過(guò)電壓， 由于兩者的初始條件由于兩者的初始條件不同，重合閘過(guò)電

18、壓是合閘過(guò)電壓中最嚴(yán)重的一種。不同，重合閘過(guò)電壓是合閘過(guò)電壓中最嚴(yán)重的一種。合閘空載線路是電力系統(tǒng)中常見(jiàn)的一種操作。合閘空載線路是電力系統(tǒng)中常見(jiàn)的一種操作。1、計(jì)劃性合閘過(guò)電壓、計(jì)劃性合閘過(guò)電壓計(jì)劃性合閘又叫做正常合閘計(jì)劃性合閘又叫做正常合閘，即電力系統(tǒng)需要進(jìn)行的經(jīng)，即電力系統(tǒng)需要進(jìn)行的經(jīng)常性合閘操作。空載線路合閘前，線路不接地，三相對(duì)常性合閘操作?？蛰d線路合閘前，線路不接地，三相對(duì)稱(chēng)，稱(chēng)，為零初始狀態(tài)為零初始狀態(tài)。不計(jì)導(dǎo)線間的電磁耦合，取一相線。不計(jì)導(dǎo)線間的電磁耦合，取一相線路進(jìn)行研究，其等值電路如下：路進(jìn)行研究，其等值電路如下：回路方程為回路方程為mcEudtdiLdtduic因?yàn)橐驗(yàn)榭蓪?dǎo)

19、出：可導(dǎo)出：mccTEudtudCL22.解方程得：解方程得：tBtAEumc00cossin利用初始條件，利用初始條件，t=0時(shí)，時(shí)，uc=0，求得，求得A、B有有：)cos1 (0tEumc當(dāng) 時(shí)， 達(dá)到最大值，即：0tcumCEU2 實(shí)際上，回路存在電阻與能量損耗，振蕩將是衰減的，通常以衰減系數(shù) 來(lái)表示?？傻?cos1 (0teEutmc其波形見(jiàn)下圖，最大值 將略小于CUU22、自動(dòng)重合閘過(guò)電壓、自動(dòng)重合閘過(guò)電壓正常合閘的情況，空載線路上沒(méi)有殘余電荷，初正常合閘的情況，空載線路上沒(méi)有殘余電荷，初始電壓始電壓 uc(0)=0 。運(yùn)行中的線路發(fā)生故障，由繼電保護(hù)系統(tǒng)控制跳運(yùn)行中的線路發(fā)生故障

20、，由繼電保護(hù)系統(tǒng)控制跳閘后，經(jīng)過(guò)一短暫時(shí)間后再合閘閘后，經(jīng)過(guò)一短暫時(shí)間后再合閘自動(dòng)重合閘自動(dòng)重合閘操作。操作。如果是自動(dòng)重合閘的情況，如果是自動(dòng)重合閘的情況，這時(shí)線路上有一定殘這時(shí)線路上有一定殘余電荷和初始電壓，重合閘時(shí)振蕩將更加激烈。余電荷和初始電壓，重合閘時(shí)振蕩將更加激烈。影響過(guò)電壓產(chǎn)生的主要因素影響過(guò)電壓產(chǎn)生的主要因素：合閘相位；如果合閘不是在電源電壓接近幅值時(shí)發(fā)生，合閘相位；如果合閘不是在電源電壓接近幅值時(shí)發(fā)生，出現(xiàn)的合閘過(guò)電壓自然就較低了。出現(xiàn)的合閘過(guò)電壓自然就較低了。線路殘余電壓的大小與極性；線路殘余電壓的大小與極性；線路損耗。線路損耗能減弱振蕩，從而降低過(guò)電壓線路損耗。線路損耗能

21、減弱振蕩，從而降低過(guò)電壓。限制過(guò)電壓的措施：限制過(guò)電壓的措施：在斷路器中加裝并聯(lián)合閘電阻在斷路器中加裝并聯(lián)合閘電阻(對(duì)自由分量起阻尼作用對(duì)自由分量起阻尼作用降低過(guò)電壓幅值）；降低過(guò)電壓幅值）；采用同步合閘（是通過(guò)特殊裝置使斷路器觸頭兩端的采用同步合閘（是通過(guò)特殊裝置使斷路器觸頭兩端的電位位極性相同時(shí)完成合閘操作）；電位位極性相同時(shí)完成合閘操作）；消除和削弱線路殘余電壓消除和削弱線路殘余電壓(電磁式電壓互感器電磁式電壓互感器)裝設(shè)避雷器。裝設(shè)避雷器。 空載變壓器在正常運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)為一空載變壓器在正常運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)為一激磁電激磁電感感。切除空載變壓器就是開(kāi)斷一個(gè)小容量。切除空載變壓器就是開(kāi)斷一個(gè)小容量電

22、感電感負(fù)荷，會(huì)在變壓器和斷路器上出現(xiàn)很高的過(guò)電負(fù)荷，會(huì)在變壓器和斷路器上出現(xiàn)很高的過(guò)電壓。壓。9.3 切除空載變壓器過(guò)電壓切除空載變壓器過(guò)電壓 過(guò)電壓產(chǎn)生的原因：過(guò)電壓產(chǎn)生的原因：截流現(xiàn)象截流現(xiàn)象：流過(guò)電感的電流在到達(dá)自然零點(diǎn)前被：流過(guò)電感的電流在到達(dá)自然零點(diǎn)前被斷路器強(qiáng)行切斷，使得儲(chǔ)存在電感中的磁場(chǎng)能量斷路器強(qiáng)行切斷，使得儲(chǔ)存在電感中的磁場(chǎng)能量被強(qiáng)迫轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，導(dǎo)致電壓的升高。被強(qiáng)迫轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，導(dǎo)致電壓的升高?？捎孟聢D所示的簡(jiǎn)化等值電路來(lái)說(shuō)明這種過(guò)電壓的可用下圖所示的簡(jiǎn)化等值電路來(lái)說(shuō)明這種過(guò)電壓的發(fā)展過(guò)程。圖中發(fā)展過(guò)程。圖中 為變壓器的激磁電感，為變壓器的激磁電感， 為為變壓器繞組及連接

23、線的對(duì)地電容。變壓器繞組及連接線的對(duì)地電容。TLTC切除空載變壓器等值電路切除空載變壓器等值電路33如果電流如果電流 在自然過(guò)零之前就被提前切斷，設(shè)此時(shí)在自然過(guò)零之前就被提前切斷，設(shè)此時(shí) 的瞬時(shí)值為的瞬時(shí)值為 ， 的瞬時(shí)值為的瞬時(shí)值為 ，則切斷瞬間在電感，則切斷瞬間在電感和電容中所儲(chǔ)存的能量分別為和電容中所儲(chǔ)存的能量分別為L(zhǎng)iLi0Icu0U2021ILWTL2021UCWTC34此后即在此后即在 、 構(gòu)成的振蕩回路中發(fā)生電磁振蕩，在構(gòu)成的振蕩回路中發(fā)生電磁振蕩，在某一瞬間，全部電磁能量均變?yōu)殡妶?chǎng)能量，這時(shí)電容某一瞬間，全部電磁能量均變?yōu)殡妶?chǎng)能量，這時(shí)電容 上出現(xiàn)最大電壓上出現(xiàn)最大電壓TLTC

24、TCmaxU35222Cmax00111222CULICU222Cmax0000m= ZLLUIUIICC有：有：L L大大C C小小I I0 0大大過(guò)電壓大過(guò)電壓大設(shè) 為正值，則相應(yīng)的 必為負(fù)值。當(dāng)開(kāi)關(guān)中突然滅弧時(shí)， 中的電 流 不能突變，將繼續(xù)向 充電，使電容上的電壓從“ ”向更大的負(fù)值方向增大，如圖所示。0I0UTLLiTC0U切除空載變壓器過(guò)電壓切除空載變壓器過(guò)電壓影響因素影響因素：斷路器的性能斷路器的性能(滅弧能力越強(qiáng)，切斷電流能滅弧能力越強(qiáng)，切斷電流能力越強(qiáng)，過(guò)電壓越高力越強(qiáng)，過(guò)電壓越高)；變壓器的參數(shù)變壓器的參數(shù)(電感越大，電容越小，過(guò)電電感越大，電容越小，過(guò)電壓越高壓越高)。限

25、制措施限制措施：變壓器側(cè)加裝閥式避雷器。變壓器側(cè)加裝閥式避雷器。 中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中的單相接地電流中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中的單相接地電流( (電容電電容電流流) )較大，接地點(diǎn)電弧將不能自熄，而以斷續(xù)電弧較大，接地點(diǎn)電弧將不能自熄，而以斷續(xù)電弧的形式存在，就會(huì)產(chǎn)生另一種嚴(yán)重的操作過(guò)電壓的形式存在，就會(huì)產(chǎn)生另一種嚴(yán)重的操作過(guò)電壓: :電弧接地過(guò)電壓電弧接地過(guò)電壓一、發(fā)展過(guò)程一、發(fā)展過(guò)程 這種過(guò)電壓的發(fā)展過(guò)程和幅值大小都與熄弧的時(shí)這種過(guò)電壓的發(fā)展過(guò)程和幅值大小都與熄弧的時(shí)間有關(guān)。存在兩種熄弧時(shí)間：間有關(guān)。存在兩種熄弧時(shí)間： 電弧在過(guò)渡過(guò)程中的高頻振蕩電流過(guò)零時(shí)即可熄滅電弧在過(guò)渡過(guò)程中的高頻振蕩電流過(guò)零時(shí)

26、即可熄滅 電弧要等到工頻電流過(guò)零時(shí)才能熄滅電弧要等到工頻電流過(guò)零時(shí)才能熄滅9.4 電弧接地過(guò)電壓電弧接地過(guò)電壓 下面以工頻電流過(guò)零時(shí)熄弧的情況來(lái)說(shuō)明這種下面以工頻電流過(guò)零時(shí)熄弧的情況來(lái)說(shuō)明這種過(guò)電壓的發(fā)展機(jī)理：過(guò)電壓的發(fā)展機(jī)理： 作如下簡(jiǎn)化：作如下簡(jiǎn)化：1 1）略去線間電容的影響；）略去線間電容的影響；2 2）設(shè)各）設(shè)各相導(dǎo)線的對(duì)地電容均相等，即相導(dǎo)線的對(duì)地電容均相等，即C C1 1=C=C2 2=C=C3 3=C=C。就可得如。就可得如圖圖(a)(a)所示的等值電路。所示的等值電路。設(shè)接地故障發(fā)生于設(shè)接地故障發(fā)生于A相，而且是正當(dāng)相，而且是正當(dāng) 經(jīng)過(guò)正幅值經(jīng)過(guò)正幅值 時(shí)發(fā)生，這樣時(shí)發(fā)生，這樣

27、A相導(dǎo)線的電位立即變?yōu)榱?，中性點(diǎn)電相導(dǎo)線的電位立即變?yōu)榱?，中性點(diǎn)電位位 由零升至相電壓，即由零升至相電壓，即 ，B、C兩相的對(duì)地兩相的對(duì)地電壓都升高到線電壓電壓都升高到線電壓 、 。 AUNUANUUBAUCAU流過(guò)流過(guò)C2和和C3的電流的電流 和和 分別較分別較 和和 超前超前90，其幅值為其幅值為2I3IBAUCAUCUII332因?yàn)橐驗(yàn)?與與 在相位上相差在相位上相差60，所以故障點(diǎn)的電流所以故障點(diǎn)的電流幅值為幅值為2I3IlUCUIInC332 電網(wǎng)的額定電壓電網(wǎng)的額定電壓 線路總長(zhǎng)度線路總長(zhǎng)度 C 每相導(dǎo)線的對(duì)地電容每相導(dǎo)線的對(duì)地電容 單位長(zhǎng)度的對(duì)地電容單位長(zhǎng)度的對(duì)地電容nUl0C由此可知由此可知:1)流過(guò)故障點(diǎn)的電流是線路對(duì)地電容所引流過(guò)故障點(diǎn)的電流是線路對(duì)地電容所引起的電容電流起的電容電流 2）故障電流的大小與電網(wǎng)額定電壓）故障電流的大小與電網(wǎng)額定電壓和線路總長(zhǎng)度成正比和線路總長(zhǎng)度成正比42如以如以u(píng)A，uB，uC代表三相電源電壓；以代表三相電源電壓；以u(píng)1，u2，u3代表代表三相導(dǎo)線的對(duì)地電壓，即三相導(dǎo)線的對(duì)地電壓，即C1、C2、C3上的電壓，則通上的電