特高壓電網(wǎng)內(nèi)部過電壓及其限制措施課件

特高壓電網(wǎng)內(nèi)部過電壓及其限制措施陳維江武漢高壓研究所2005/11/202004-12-141特高壓電網(wǎng)內(nèi)部過電壓及其限制措施2004-12-141內(nèi)部過電壓的分類暫時過電壓工頻過電壓諧振過電壓操作過電壓

接地短路過電壓合閘過電壓單相重合閘過電壓分閘過電壓故障清除過電壓潛供電弧與恢復(fù)電壓

2004-12-142內(nèi)部過電壓的分類暫時過電壓2004-12-142

工頻過電壓產(chǎn)生的原因包括空載長線路的電容效應(yīng)、不對稱接地故障引起的健全相電壓升髙、甩負(fù)荷等，和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、容量、參數(shù)及運行方式有關(guān)。一般工頻過電壓的幅值不高，但持續(xù)時間較長。工頻過電壓在超、特高壓電網(wǎng)中有重要影響：直接影響操作過電壓的幅值；是避雷器額定電壓選擇的重要依據(jù)；影響電氣設(shè)備的耐壓水平。工頻過電壓2004-12-143工頻過電壓產(chǎn)生的原因包括空載長線路的電容效

電力系統(tǒng)中由于出現(xiàn)串、并聯(lián)諧振而產(chǎn)生的過電壓稱為諧振過電壓。工頻諧振

參數(shù)諧振諧振過電壓對電網(wǎng)安全危害較大，應(yīng)在電網(wǎng)建設(shè)和運行中設(shè)法避免。諧振過電壓2004-12-144電力系統(tǒng)中由于出現(xiàn)串、并聯(lián)諧振而產(chǎn)生的過電壓稱為諧操作過電壓

電力系統(tǒng)中的電容、電感均為儲能元件，當(dāng)操作或故障使其工作狀態(tài)發(fā)生變化時，將有過渡過程產(chǎn)生。在過渡過程中，由于電源繼續(xù)供給能量，而且儲存在電感中的磁能會在某一瞬間轉(zhuǎn)化為以靜電場能量的形式儲存于系統(tǒng)的電容之中，所以可產(chǎn)生數(shù)倍與電源電壓的操作過電壓。操作過電壓幅值高、持續(xù)時間短，決定著輸變電設(shè)備的絕緣水平。

2004-12-145操作過電壓電力系統(tǒng)中的電容、電感均為儲能元件，當(dāng)潛供電弧與恢復(fù)電壓

潛供電弧是在單相接地故障發(fā)生后，故障相兩端斷路器跳開，由健全相通過相間電容和互感向故障點提供電流（稱之為潛供電流）引起的電弧。潛供電流由靜電耦合產(chǎn)生的電容分量（橫分量）和電磁耦合產(chǎn)生的電感分量（縱分量）兩部分構(gòu)成?；謴?fù)電壓是在潛供電弧熄滅后瞬間出現(xiàn)在弧道上的電壓。2004-12-146潛供電弧與恢復(fù)電壓潛供電弧是在單相接地故工頻過電壓及其限制措施電壓等級10~66kV110/220kV330kV500kV750kV1000kV電壓倍數(shù)（p.u.）1.3~1.41.3~1.41.3~1.41.3~1.41.3~1.4持續(xù)時間2h0.2~0.5s0.1s0.1s0.1s0.1s中國各電壓等級電網(wǎng)工頻過電壓倍數(shù)與持續(xù)時間國別前蘇聯(lián)日本意大利最高工作電壓（kV）120011001050工頻過電壓（p.u.）1.41.41.35各國特高壓系統(tǒng)工頻過電壓水平2004-12-147工頻過電壓及其限制措施電壓等級10~66kV110/220k2004-12-1482004-12-148避雷器額定電壓的選擇

避雷器額定電壓Ur：在動作負(fù)載試驗中，能夠耐受10s的最大工頻電壓。避雷器持續(xù)運行電壓Uc：能夠長期耐受的最大工頻電壓。對110kV及以上中性點有效接地系統(tǒng)，工頻過電壓為1.3~1.4p.u.，持續(xù)時間T＜0.5s，選擇避雷器額定電壓Ur。對特高壓電網(wǎng)，為了深度限制操作過電壓水平，可按照避雷器工頻耐受時間特性曲線，選擇避雷器額定電壓Ur=。2004-12-149避雷器額定電壓的選擇 避雷器額定電壓Ur：在動作對66及以下中性點非有效接地系統(tǒng)，工頻過電壓為p.u.，持續(xù)時間10s＜T＜2h，選擇避雷器持續(xù)運行電壓Uc各電壓等級電網(wǎng)中避雷器的額定電壓Ur電壓等級110/220kV330kV500kV750kV1000kV電壓倍數(shù)（p.u.）1.3~1.41.3~1.41.3~1.41.3~1.41.3~1.4額定電壓（kV）100/200300420/444600/648828（889）避雷器額定電壓的選擇

2004-12-1410對66及以下中性點非有效接地系統(tǒng)，工頻使用高壓并聯(lián)電抗器補償特高壓線路充電電容考慮使用可調(diào)節(jié)或可控高抗

特高壓輸電線路的自然功率和充電功率均與線路的運行電壓的平方成正比。1000kV輸電線路的輸送功率是500kV輸電線路的4倍以上；同時，其充電功率也為500kV線路的4倍以上。當(dāng)特高壓線路輸送功率較大（重載運行）時，為保持系統(tǒng)的感性無功功率和容性無功功率接近平衡，高壓電抗器須運行在較低的補償度。在特高壓線路輕載運行或空載時，為限制工頻電壓升高，高壓電抗器須運行在較高的補償度。工頻過電壓限制措施2004-12-1411使用高壓并聯(lián)電抗器補償特高壓線路充電電容工頻過電壓限制措施2使用良導(dǎo)體地線(或光纖復(fù)合架空地線OPGW)

使用良導(dǎo)體地線可降低K值（X0/X1）

，有利于減少單相接地甩負(fù)荷過電壓。接地系數(shù)使用線路兩端聯(lián)動跳閘或過電壓繼電保護該方法可縮短高幅值無故障甩負(fù)荷過電壓持續(xù)時間。選擇合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行方式，以降低工頻過電壓。

2004-12-1412使用良導(dǎo)體地線(或光纖復(fù)合架空地線OPGW)2004-12諧振過電壓及其限制措施

特高壓變壓器中性點都是直接接地的，電網(wǎng)中性點電位已經(jīng)固定，若無補償設(shè)備，特高壓電網(wǎng)中的諧振過電壓是很少的，主要是電容效應(yīng)的線性諧振和空載變壓器帶線路合閘引起的高頻諧振。但是在特高壓電網(wǎng)中往往有串聯(lián)、并聯(lián)補償裝置，這些集中的電容、電感元件使網(wǎng)絡(luò)增加了諧振的可能性，主要有非全相切合并聯(lián)電抗器時的工頻傳遞過電壓和參數(shù)諧振過電壓。2004-12-1413諧振過電壓及其限制措施特高壓變壓器中性點都是直接工頻傳遞諧振線路末端接有電抗器L，線路首端兩相（B、C）合上，一相（A）斷開，相電壓將通過相間電容傳遞至A相孤立導(dǎo)線，使斷開相仍有工頻電壓，并因有電抗器存在，當(dāng)參數(shù)配合合適時，傳遞回路將形成諧振回路，在斷開相上出現(xiàn)較高的工頻諧振過電壓。這就要求設(shè)計人員事先考慮這一因素，適當(dāng)選取電抗器容量，避開諧振區(qū)域。2004-12-1414工頻傳遞諧振壓將通過相間電容傳遞至A相孤立導(dǎo)線，使斷開相仍有參數(shù)諧振在含有周期性變化的電感回路中，當(dāng)感抗周期性變化的頻率為電源頻率的偶數(shù)倍，并有一定的容抗配合時，可能出現(xiàn)諧振過電壓，此即為參數(shù)諧振過電壓。最常見的參數(shù)諧振過電壓是“自勵磁過電壓”，它屬于工頻參數(shù)諧振，供給自勵磁的能源是水輪機或氣輪機。2004-12-1415參數(shù)諧振2004-12-1415

實際電力系統(tǒng)中可以考慮如下的消除自勵磁的措施：采用快速自動調(diào)節(jié)勵磁裝置增大阻尼回路阻尼電阻空載線路的充電合閘在大容量的系統(tǒng)側(cè)進行，不在孤立電機側(cè)進行增加投入發(fā)電機的數(shù)量，破壞產(chǎn)生自勵磁條件在特高壓網(wǎng)中，可在線路側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電抗器，破壞產(chǎn)生自勵磁條件2004-12-1416實際電力系統(tǒng)中可以考慮如下的消除自勵磁的措操作過電壓及其限制措施電壓等級10~66kV110/220kV330kV500kV750kV1000kV操作過電壓（p.u.）4.03.02.22.01.81.6(1.7)中國各電壓等級電網(wǎng)操作過電壓倍數(shù)各國特高壓系統(tǒng)操作過電壓水平國別前蘇聯(lián)日本意大利最高工作電壓（kV）120011001050操作過電壓（p.u.）1.6～1.81.6～1.71.72004-12-1417操作過電壓及其限制措施電壓等級10~66kV110/220k接地短路過電壓

接地短路在正常相產(chǎn)生的過電壓,除了靠線路兩端MOA限制外，一般沒有什么特別辦法。因此在特高壓的操作過電壓研究中，以它作為限制操作過電壓的底線，將合閘和分閘過電壓限制到與其相當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。

2004-12-1418接地短路過電壓2004-12-1418

合閘操作過電壓

僅使用MOA限制合閘過電壓線路長度相對地過電壓200km1.8p.u.400-600km1.952.10p.u.因此對大部分特高壓線路僅靠MOA限制合閘過電壓是不夠的。

2004-12-1419合閘操作過電壓線路長度相對地過電壓200km1.8

使用MOA及同步合閘控制器限制過電壓

線路長度相對地過電壓相間過電壓400-600km1.61p.u.~1.92p.u

2.58p.u.~3.51p.u.

較僅用MOA有明顯降低，可考慮用在一些特定的系統(tǒng)中。

2004-12-1420使用MOA及同步合閘控制器限制過電壓線路長度相對地過電

使用斷路器合閘電阻及MOA限制合閘過電壓

斷路器合閘電阻阻值400歐姆，投入時間10ms單段線路長度不超過500km，線路中部加設(shè)開關(guān)站時，線路長度不超過2×350km條件下，操作過電壓倍數(shù)在允許范圍之內(nèi)。

2004-12-1421使用斷路器合閘電阻及MOA限制合閘過電壓2004-12-單相重合閘過電壓

其值均低于相應(yīng)合閘操作過電壓。

分閘操作過電壓

僅使用MOA限制分閘過電壓線路長度不超過500km或2×350km條件下，分閘操作過電壓倍數(shù)在允許范圍之內(nèi)使用斷路器分閘電阻及MOA限制分閘操作過電壓能夠進一步降低分閘過電壓水平，但分閘電阻所需能量較高（日本分合閘電阻能耗為133MJ），且機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損壞2004-12-1422單相重合閘過電壓線路長度不超過500km或可控高壓并聯(lián)電抗器對分閘操作過電壓影響

可控高抗(基礎(chǔ)容量60％，可調(diào)節(jié)部分30％)線路首端過電壓(p.u.)線路中部過電壓(p.u.)線路末端過電壓(p.u.)避雷器最大能耗(MJ)固定高抗(90%補償度)1.431.681.512.550ms完成調(diào)節(jié)1.441.731.546.1100ms完成調(diào)節(jié)1.441.731.547.62004-12-1423可控高壓并聯(lián)電抗器對分閘操作過電壓影響可控高抗線路首端過電

使用可控高抗，由于在分閘后高抗從低補償度到高補償度有一段響應(yīng)時延，這使得線路中部的分閘過電壓比固定高抗高,從1.68升到1.73p.u.。而線路兩端原來就有MOA,過電壓提高不多。由于分閘操作過電壓最大值出現(xiàn)在分閘后15ms左右,高抗50100ms調(diào)節(jié)時間對此沒什么影響。但應(yīng)注意到，在這段時間內(nèi)無論“工頻”還是操作過電壓主要靠MOA及低補償度的高抗限制,可控高抗響應(yīng)時間長將導(dǎo)致MOA能量增加。因此要注意可控高抗的響應(yīng)時間，不同可控高抗的響應(yīng)時間也不同。2004-12-1424使用可控高抗，由于在分閘后高抗從低補償度到高補

故障清除過電壓故障清除過電壓是指線路發(fā)生接地故障后，在清除故障線路過程中，出現(xiàn)在相鄰線路上的過電壓。2004-12-1425故障清除過電壓故障清除過電壓是指線路發(fā)生接地故障后，在清除清除線路單相短路故障的轉(zhuǎn)移過電壓故障點相對地統(tǒng)計過電壓（p.u.）MOV最大能耗（MJ）其他線路線路最大兩端最大晉南線晉東南側(cè)1.371.361.24晉南線南陽側(cè)1.441.440.15南荊線南陽側(cè)1.621.540.69南荊線荊門側(cè)1.661.510.342004-12-1426清除線路單相短路故障的轉(zhuǎn)移過電壓故障點相對地統(tǒng)計過電壓（p.2.線路三相短路故障清除過程的轉(zhuǎn)移過電壓故障點相對地統(tǒng)計過電壓（p.u.）MOV最大能耗（MJ）其他線路線路最大兩端最大晉南線晉東南側(cè)1.551.520.56晉南線南陽側(cè)1.691.561.22南荊線南陽側(cè)1.791.581.67南荊線荊門側(cè)1.681.581.40三相短路故障（也有說二次）。特高壓線路發(fā)生三相短路故障可能性預(yù)計更低。

按500kV線路計，我國500kV線路己運行二十多年，累計長度4萬多公里，至今只統(tǒng)計到一次2004-12-14272.線路三相短路故障清除過程的轉(zhuǎn)移過電壓故障點相對地統(tǒng)計過電潛供電弧及恢復(fù)電壓

特高壓線路的潛供電流大，恢復(fù)電壓高，潛供電弧難以自熄滅，可能影響單相重合閘的無電流間歇時間和成功概率，故需研究限制潛供電流和加快潛供電弧熄滅的措施。以提高特高壓線路的單相重合閘成功率。2004-12-1428潛供電弧及恢復(fù)電壓特高壓線路的潛供電流大，恢復(fù)電壓高

在國內(nèi)外已得到廣泛用并取得了良好的效果。在日本已建成的UHV系統(tǒng)中得到應(yīng)用，但并未進行大量的實際運行考驗。

潛供電弧熄滅的方法主要有并聯(lián)電抗器中性點經(jīng)小電抗接地：使用HSGS(High

SpeedGroundingSwitches)2004-12-1429在國內(nèi)外已得到廣泛用在日本已建成的UHV系統(tǒng)中得到應(yīng)用計算分析表明，在我國即將建設(shè)的1000kV較長輸電線路中，可以采用“并聯(lián)電抗器中性點經(jīng)小電抗接地”的方法來限制潛供電弧。對于較短的線路，無須接入并聯(lián)電抗器限制工頻過電壓，顯然無法采用“并聯(lián)電抗器中性點經(jīng)小電抗接地”的方法來限制潛供電流和恢復(fù)電壓的幅值。此時使用HSGS熄滅潛供電弧似乎是一種經(jīng)濟有效的方法。

2004-12-1430計算分析表明，在我國即將建設(shè)的1000kV較長輸電線路中，可HSGS是將故障點的開放性電弧轉(zhuǎn)移至兩側(cè)接地開關(guān),使故障相上的電壓和故障點的潛供電流大大降低,從而使電弧易于熄滅。HSGS的操作步驟為:單相接地故障發(fā)生,產(chǎn)生一次電弧;故障相兩端斷路器跳閘,一次電弧熄滅,二次電弧(潛供電弧)產(chǎn)生;裝設(shè)于故障相兩端的HSGS快速接地,潛供電弧熄滅;HSGS快速斷開;斷路器重新閉合,輸電線路恢復(fù)正常運行。

2004-12-1431HSGS是將故障點的開放性電弧轉(zhuǎn)移至兩側(cè)接地開關(guān),使故障相裝設(shè)HSGS后,由于HSGS的接地,故障相的電壓被迫降低;故障相兩端對地電容被短路,與故障點構(gòu)成分流支路,從而減小了流經(jīng)短路點的潛供電流。有利于電弧的熄滅。2004-12-1432裝設(shè)HSGS后,由于HSGS的接地,故障相的電壓下表列出了長度為150km的500kV線路，在未裝設(shè)并聯(lián)電抗器條件下，采用HSGS前后的潛供電流和恢復(fù)電壓計算結(jié)果。表中L表示離開線路首端的距離。2004-12-1433下表列出了長度為150km的500kV線路，在未潛供電流和恢復(fù)電壓計算結(jié)果

L0306090120150無HSGS潛供電流（A）23.1822.4021.6821.0120.4119.87恢復(fù)電壓（kV）42.2240.9639.7238.5137.3236.18有HSGS潛供電流（A）15.6115.3812.508.532.2915.98恢復(fù)電壓（V）249.4321.2308.8210.847.82255.7采用快速接地開關(guān)HSGS,由于其接地和分流作用,使得故障點的潛供電流和故障相上的電壓大大降低,使電弧順利自熄,保證了單相自動重合閘的成功重合。解決了不需要和沒有裝設(shè)并聯(lián)電抗器補償?shù)木€路的熄弧問題。2004-12-1434潛供電流和恢復(fù)電壓計算結(jié)果L0306090120150無H特高壓電網(wǎng)內(nèi)部過電壓及其限制措施陳維江武漢高壓研究所2005/11/202004-12-1435特高壓電網(wǎng)內(nèi)部過電壓及其限制措施2004-12-141內(nèi)部過電壓的分類暫時過電壓工頻過電壓諧振過電壓操作過電壓

接地短路過電壓合閘過電壓單相重合閘過電壓分閘過電壓故障清除過電壓潛供電弧與恢復(fù)電壓

2004-12-1436內(nèi)部過電壓的分類暫時過電壓2004-12-142

工頻過電壓產(chǎn)生的原因包括空載長線路的電容效應(yīng)、不對稱接地故障引起的健全相電壓升髙、甩負(fù)荷等，和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、容量、參數(shù)及運行方式有關(guān)。一般工頻過電壓的幅值不高，但持續(xù)時間較長。工頻過電壓在超、特高壓電網(wǎng)中有重要影響：直接影響操作過電壓的幅值；是避雷器額定電壓選擇的重要依據(jù)；影響電氣設(shè)備的耐壓水平。工頻過電壓2004-12-1437工頻過電壓產(chǎn)生的原因包括空載長線路的電容效

電力系統(tǒng)中由于出現(xiàn)串、并聯(lián)諧振而產(chǎn)生的過電壓稱為諧振過電壓。工頻諧振

參數(shù)諧振諧振過電壓對電網(wǎng)安全危害較大，應(yīng)在電網(wǎng)建設(shè)和運行中設(shè)法避免。諧振過電壓2004-12-1438電力系統(tǒng)中由于出現(xiàn)串、并聯(lián)諧振而產(chǎn)生的過電壓稱為諧操作過電壓

電力系統(tǒng)中的電容、電感均為儲能元件，當(dāng)操作或故障使其工作狀態(tài)發(fā)生變化時，將有過渡過程產(chǎn)生。在過渡過程中，由于電源繼續(xù)供給能量，而且儲存在電感中的磁能會在某一瞬間轉(zhuǎn)化為以靜電場能量的形式儲存于系統(tǒng)的電容之中，所以可產(chǎn)生數(shù)倍與電源電壓的操作過電壓。操作過電壓幅值高、持續(xù)時間短，決定著輸變電設(shè)備的絕緣水平。

2004-12-1439操作過電壓電力系統(tǒng)中的電容、電感均為儲能元件，當(dāng)潛供電弧與恢復(fù)電壓

潛供電弧是在單相接地故障發(fā)生后，故障相兩端斷路器跳開，由健全相通過相間電容和互感向故障點提供電流（稱之為潛供電流）引起的電弧。潛供電流由靜電耦合產(chǎn)生的電容分量（橫分量）和電磁耦合產(chǎn)生的電感分量（縱分量）兩部分構(gòu)成?；謴?fù)電壓是在潛供電弧熄滅后瞬間出現(xiàn)在弧道上的電壓。2004-12-1440潛供電弧與恢復(fù)電壓潛供電弧是在單相接地故工頻過電壓及其限制措施電壓等級10~66kV110/220kV330kV500kV750kV1000kV電壓倍數(shù)（p.u.）1.3~1.41.3~1.41.3~1.41.3~1.41.3~1.4持續(xù)時間2h0.2~0.5s0.1s0.1s0.1s0.1s中國各電壓等級電網(wǎng)工頻過電壓倍數(shù)與持續(xù)時間國別前蘇聯(lián)日本意大利最高工作電壓（kV）120011001050工頻過電壓（p.u.）1.41.41.35各國特高壓系統(tǒng)工頻過電壓水平2004-12-1441工頻過電壓及其限制措施電壓等級10~66kV110/220k2004-12-14422004-12-148避雷器額定電壓的選擇

避雷器額定電壓Ur：在動作負(fù)載試驗中，能夠耐受10s的最大工頻電壓。避雷器持續(xù)運行電壓Uc：能夠長期耐受的最大工頻電壓。對110kV及以上中性點有效接地系統(tǒng)，工頻過電壓為1.3~1.4p.u.，持續(xù)時間T＜0.5s，選擇避雷器額定電壓Ur。對特高壓電網(wǎng)，為了深度限制操作過電壓水平，可按照避雷器工頻耐受時間特性曲線，選擇避雷器額定電壓Ur=。2004-12-1443避雷器額定電壓的選擇 避雷器額定電壓Ur：在動作對66及以下中性點非有效接地系統(tǒng)，工頻過電壓為p.u.，持續(xù)時間10s＜T＜2h，選擇避雷器持續(xù)運行電壓Uc各電壓等級電網(wǎng)中避雷器的額定電壓Ur電壓等級110/220kV330kV500kV750kV1000kV電壓倍數(shù)（p.u.）1.3~1.41.3~1.41.3~1.41.3~1.41.3~1.4額定電壓（kV）100/200300420/444600/648828（889）避雷器額定電壓的選擇

2004-12-1444對66及以下中性點非有效接地系統(tǒng)，工頻使用高壓并聯(lián)電抗器補償特高壓線路充電電容考慮使用可調(diào)節(jié)或可控高抗

特高壓輸電線路的自然功率和充電功率均與線路的運行電壓的平方成正比。1000kV輸電線路的輸送功率是500kV輸電線路的4倍以上；同時，其充電功率也為500kV線路的4倍以上。當(dāng)特高壓線路輸送功率較大（重載運行）時，為保持系統(tǒng)的感性無功功率和容性無功功率接近平衡，高壓電抗器須運行在較低的補償度。在特高壓線路輕載運行或空載時，為限制工頻電壓升高，高壓電抗器須運行在較高的補償度。工頻過電壓限制措施2004-12-1445使用高壓并聯(lián)電抗器補償特高壓線路充電電容工頻過電壓限制措施2使用良導(dǎo)體地線(或光纖復(fù)合架空地線OPGW)

使用良導(dǎo)體地線可降低K值（X0/X1）

，有利于減少單相接地甩負(fù)荷過電壓。接地系數(shù)使用線路兩端聯(lián)動跳閘或過電壓繼電保護該方法可縮短高幅值無故障甩負(fù)荷過電壓持續(xù)時間。選擇合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行方式，以降低工頻過電壓。

2004-12-1446使用良導(dǎo)體地線(或光纖復(fù)合架空地線OPGW)2004-12諧振過電壓及其限制措施

特高壓變壓器中性點都是直接接地的，電網(wǎng)中性點電位已經(jīng)固定，若無補償設(shè)備，特高壓電網(wǎng)中的諧振過電壓是很少的，主要是電容效應(yīng)的線性諧振和空載變壓器帶線路合閘引起的高頻諧振。但是在特高壓電網(wǎng)中往往有串聯(lián)、并聯(lián)補償裝置，這些集中的電容、電感元件使網(wǎng)絡(luò)增加了諧振的可能性，主要有非全相切合并聯(lián)電抗器時的工頻傳遞過電壓和參數(shù)諧振過電壓。2004-12-1447諧振過電壓及其限制措施特高壓變壓器中性點都是直接工頻傳遞諧振線路末端接有電抗器L，線路首端兩相（B、C）合上，一相（A）斷開，相電壓將通過相間電容傳遞至A相孤立導(dǎo)線，使斷開相仍有工頻電壓，并因有電抗器存在，當(dāng)參數(shù)配合合適時，傳遞回路將形成諧振回路，在斷開相上出現(xiàn)較高的工頻諧振過電壓。這就要求設(shè)計人員事先考慮這一因素，適當(dāng)選取電抗器容量，避開諧振區(qū)域。2004-12-1448工頻傳遞諧振壓將通過相間電容傳遞至A相孤立導(dǎo)線，使斷開相仍有參數(shù)諧振在含有周期性變化的電感回路中，當(dāng)感抗周期性變化的頻率為電源頻率的偶數(shù)倍，并有一定的容抗配合時，可能出現(xiàn)諧振過電壓，此即為參數(shù)諧振過電壓。最常見的參數(shù)諧振過電壓是“自勵磁過電壓”，它屬于工頻參數(shù)諧振，供給自勵磁的能源是水輪機或氣輪機。2004-12-1449參數(shù)諧振2004-12-1415

實際電力系統(tǒng)中可以考慮如下的消除自勵磁的措施：采用快速自動調(diào)節(jié)勵磁裝置增大阻尼回路阻尼電阻空載線路的充電合閘在大容量的系統(tǒng)側(cè)進行，不在孤立電機側(cè)進行增加投入發(fā)電機的數(shù)量，破壞產(chǎn)生自勵磁條件在特高壓網(wǎng)中，可在線路側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電抗器，破壞產(chǎn)生自勵磁條件2004-12-1450實際電力系統(tǒng)中可以考慮如下的消除自勵磁的措操作過電壓及其限制措施電壓等級10~66kV110/220kV330kV500kV750kV1000kV操作過電壓（p.u.）4.03.02.22.01.81.6(1.7)中國各電壓等級電網(wǎng)操作過電壓倍數(shù)各國特高壓系統(tǒng)操作過電壓水平國別前蘇聯(lián)日本意大利最高工作電壓（kV）120011001050操作過電壓（p.u.）1.6～1.81.6～1.71.72004-12-1451操作過電壓及其限制措施電壓等級10~66kV110/220k接地短路過電壓

接地短路在正常相產(chǎn)生的過電壓,除了靠線路兩端MOA限制外，一般沒有什么特別辦法。因此在特高壓的操作過電壓研究中，以它作為限制操作過電壓的底線，將合閘和分閘過電壓限制到與其相當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。

2004-12-1452接地短路過電壓2004-12-1418

合閘操作過電壓

僅使用MOA限制合閘過電壓線路長度相對地過電壓200km1.8p.u.400-600km1.952.10p.u.因此對大部分特高壓線路僅靠MOA限制合閘過電壓是不夠的。

2004-12-1453合閘操作過電壓線路長度相對地過電壓200km1.8

使用MOA及同步合閘控制器限制過電壓

線路長度相對地過電壓相間過電壓400-600km1.61p.u.~1.92p.u

2.58p.u.~3.51p.u.

較僅用MOA有明顯降低，可考慮用在一些特定的系統(tǒng)中。

2004-12-1454使用MOA及同步合閘控制器限制過電壓線路長度相對地過電

使用斷路器合閘電阻及MOA限制合閘過電壓

斷路器合閘電阻阻值400歐姆，投入時間10ms單段線路長度不超過500km，線路中部加設(shè)開關(guān)站時，線路長度不超過2×350km條件下，操作過電壓倍數(shù)在允許范圍之內(nèi)。

2004-12-1455使用斷路器合閘電阻及MOA限制合閘過電壓2004-12-單相重合閘過電壓

其值均低于相應(yīng)合閘操作過電壓。

分閘操作過電壓

僅使用MOA限制分閘過電壓線路長度不超過500km或2×350km條件下，分閘操作過電壓倍數(shù)在允許范圍之內(nèi)使用斷路器分閘電阻及MOA限制分閘操作過電壓能夠進一步降低分閘過電壓水平，但分閘電阻所需能量較高（日本分合閘電阻能耗為133MJ），且機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損壞2004-12-1456單相重合閘過電壓線路長度不超過500km或可控高壓并聯(lián)電抗器對分閘操作過電壓影響

可控高抗(基礎(chǔ)容量60％，可調(diào)節(jié)部分30％)線路首端過電壓(p.u.)線路中部過電壓(p.u.)線路末端過電壓(p.u.)避雷器最大能耗(MJ)固定高抗(90%補償度)1.431.681.512.550ms完成調(diào)節(jié)1.441.731.546.1100ms完成調(diào)節(jié)1.441.731.547.62004-12-1457可控高壓并聯(lián)電抗器對分閘操作過電壓影響可控高抗線路首端過電

使用可控高抗，由于在分閘后高抗從低補償度到高補償度有一段響應(yīng)時延，這使得線路中部的分閘過電壓比固定高抗高,從1.68升到1.73p.u.。而線路兩端原來就有MOA,過電壓提高不多。由于分閘操作過電壓最大值出現(xiàn)在分閘后15ms左右,高抗50100ms調(diào)節(jié)時間對此沒什么影響。但應(yīng)注意到，在這段時間內(nèi)無論“工頻”還是操作過電壓主要靠MOA及低補償度的高抗限制,可控高抗響應(yīng)時間長將導(dǎo)致MOA能量增加。因此要注意可控高抗的響應(yīng)時間，不同可控高抗的響應(yīng)時間也不同。2004-12-1458使用可控高抗，由于在分閘后高抗從低補償度到高補

故障清除過電壓故障清除過電壓是指線路發(fā)生接地故障后，在清除故障線路過程中，出現(xiàn)在相鄰線路上的過電壓。2004-12-1459故障清除過電壓故障清除過電壓是指線路發(fā)生接地故障后，在清除清除線路單相短路故障的轉(zhuǎn)移過電壓故障點相對地統(tǒng)計過電壓（p.u.）MOV最大能耗（MJ）其他線路線路最大兩端最大晉南線晉東南側(cè)1.371.361.24晉南線南陽側(cè)1.441.440.15南荊線南陽側(cè)1.621.540.69南荊線荊門側(cè)1.661.510.342004-12-1460清除線路單相短路故障的轉(zhuǎn)移過電壓故障點相對地統(tǒng)計過電壓（p.2.線路三相短路故障清除過程的轉(zhuǎn)移過電壓故障點相對地統(tǒng)計過電壓（p.u.）MOV最大能耗（MJ）其他線路線路最大兩端最大晉南線晉東南側(cè)1.551.520.56晉南線南陽側(cè)1.691.561.22南荊線南陽側(cè)1.791.581.67南荊線荊門側(cè)1.681.581.40三相短路故障（也有說二次）。特高壓線路發(fā)生三相短路故障可能性預(yù)計更低。

按500kV線路計，我國500kV線路己運行二十多年，累計長度4萬多公里，至今只統(tǒng)計到一次2004-12-14612.線路三相短路故障清除過程的轉(zhuǎn)移過電壓故障點相對