变压器内部过电压
关于主变操作过电压的解释
关于主变操作过电压的解释变压器过电压有大气过电压和操作过电压两类。
操作过电压的数值一般为额定电压的2——4．5倍，而大气过电压则可达到额定电压的8—12倍。
变压器设汁的绝缘强度—般考虑能承受2.5倍的过电压。
因此超过2．5倍的过电压，不论哪—种过电压都有可能使变压器绝缘损坏。
变胀器内部的电压分布受电压的频率和变压器的电阻、感抗、容抗的影响有很大差异，在工频电压情况下容抗是很大的，由它构成的电路相当于断路，因此，正常情况下变压器内部电压分布只考虑电阻和电感就可以了，其分布基本均匀的。
大气过电压或操作过电压基本是冲击波，由于冲击波的频率很高，波前陡度很大，波前时间为１.5μs的冲击波其频率相当于160kHz，因此，在过电压冲击波的作用下，变压器容抗很小，对变压器内部电压的分布影响很大。
冲击波作用于变压器绕组时的危害可分成起始瞬间和振荡过程两个阶段来说明。
（1）起始瞬间。
当t=0时，绕组的电容起主要作用，电阻和电感的影响可以忽略不计。
当冲击波一进入高压绕组，由于有对地电容的存在，绕组每一匝间电容流过的电流不同，起始瞬间的电压分布使绕组首端几匝间出现很大的匝间电压，因此，头几匝的线圈间的绝缘受到严重威胁，最高的匝间电压可达额定电压的50～200倍。
(2)振荡过程。
当t>0时，从起始电压分布过渡到最终电压分布的这个阶段，有振荡现象。
在此过程中，起作用的不仅有电容，而且还有电感和电阻，在绕组不同的点上将分别在不同时刻出现最大电位(对地电压)。
绕组不同点出现的对地电压可升到2倍的冲击波电压值，绕组对地主绝缘有可能损坏。
绕组上的电压分布均匀与否和绕组对地电容和匝间电容的比值大小有关，比值越小绕组上的电容分布越均匀。
为了防止过电压损坏变压器，首先安装避雷器，不使超过绕组绝缘强度的电压幅值作用到绕组上；其次在110kV及以上的变压器上加装静电屏、静电极，采用纠结式线圈等改善匝间电容，尽量使起始电压和最终电比分布均匀，并在t=0~∞其间不产生振荡。
配电变压器的常见故障及解决措施
配电变压器的常见故障及解决措施一、变压器绕组故障1.绕组短路故障：受潮、绝缘老化、压力不足等原因，导致绕组短路。
解决措施一般是对绕组进行绝缘处理或更换绕组绝缘。
2.绕组接地故障：绕组与地之间存在电气接触，可能导致严重的线圈烧毁。
解决措施是修复绕组，并确保绕组与地之间有足够的绝缘距离。
3.绕组开路故障：线圈中其中一或多个线圈断开。
解决措施是找出断路点并进行修复，或更换受损线圈。
二、变压器油泄漏故障1.电缆间隙泄漏：导致变压器油泄漏的原因包括油封老化、电缆接头疏忽等。
解决措施是更换老化的油封，修复或更换疏忽的电缆接头。
2.绝缘子泄漏：绝缘子破裂或老化会导致变压器油泄漏。
解决措施是更换破裂或老化绝缘子，并将泄漏油进行处理。
三、变压器过载故障1.长时间过负荷运行：长时间的过负荷工作可能导致变压器过热，损坏线圈绝缘。
解决措施是及时检测负载情况，合理调整负载，避免过负荷运行。
2.短时间高电流冲击：电力系统突然发生故障，导致变压器承受过大电流。
解决措施是安装合适的保护装置，及时切断故障电路。
四、变压器绝缘老化故障1.变压器老化：随着使用时间的增加，变压器绝缘老化加剧，可能导致绝缘击穿。
解决措施是定期进行变压器绝缘测试，及时更换老化的绝缘材料。
2.外部污秽：变压器绝缘面附着污秽物质，可能引发局部击穿。
解决措施是定期进行外部清洁，确保绝缘表面的干净。
五、变压器过电压故障1.电力系统中的浪涌：电力系统发生突发的过电压，可能造成绕组绝缘击穿或线圈损坏。
解决措施是选择合适的过电压保护装置，及时切断故障电路。
2.雷电击穿：雷电击穿可能导致变压器绝缘击穿。
解决措施是安装合适的避雷装置，提高抗雷电击穿能力。
六、变压器损耗故障1.内部损耗过大：变压器内部部件老化、松动等原因，导致损耗增加。
解决措施是定期进行变压器内部检修，修复或更换受损部件。
2.损耗产生过多热量：变压器损耗产生的热量积累过多，可能导致变压器过热。
解决措施是根据变压器的额定功率和负荷情况，合理选择散热方式和冷却方式。
变压器操作过电压的产生与防护
变压器操作过电压的产生与防护变压器是电力系统中不可缺少的重要设备，它用于调节电压，使之适应各个电力设备的使用要求。
然而，在变压器的运行过程中，由于各种原因，如电力负荷突变、故障、短路等，会产生过电压，给设备带来损坏甚至危险。
因此，必须采取一些措施来防止变压器操作过电压的产生，并对其进行相应的防护。
过电压是指电力系统中电压瞬时的突然升高，通常称为暂态过电压。
它的主要原因有以下几种：1.外部原因：如雷电、电网故障等会导致电力系统中发生暂态过电压。
雷电产生的电磁场会感应到电力线路上的过电压。
2.内部原因：电力系统内部的设备故障、开关操作不当等也会导致暂态过电压。
当电力设备突然失效或者发生短路时，会引起电压剧烈变化。
为了防止变压器操作过电压的生成，可以采取以下几种方法：1.安装避雷器：避雷器是用来接收和抑制突发的过电压，保护电力设备免受损坏。
通过安装避雷器，可以将过电压通过接地杆散去，防止传导到变压器。
2.安装自动保护装置：自动保护装置可以监测电力系统中的电压变化，当电压超过设定的阈值时，自动切断电源，防止过电压对设备产生损害。
3.使用隔离变压器：隔离变压器是一种特殊的变压器，它能够将输入电压隔离开，防止过电压传导到输入端。
4.使用绝缘材料：在电力系统中，使用绝缘材料对电力设备进行绝缘处理，可以有效地减少过电压对设备的影响。
例如，在变压器的绕组间使用绝缘纸或涂覆绝缘漆，能够增加电场的绝缘强度。
除了采取防止过电压生成的措施外，还需要对变压器进行相应的防护，以减少过电压对设备的损坏。
1.定期检查和维护：定期检查变压器的运行状态，发现异常情况及时处理，维护设备的正常工作状态。
2.安装温度保护装置：在变压器中安装温度保护装置，当变压器过热时，自动切断电源，保护设备免受损害。
3.控制电力负荷：控制电力负荷，避免变压器长时间处于负载过重状态，以防止过电压的生成。
总之，变压器操作过电压的产生与防护是电力系统中重要的问题。
过电压的分类
过电压的分类过电压是电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压从而可能危害绝缘的异常电压，属于电力系统中的一种电磁扰动现象，是电力系统中电路状态和电磁状态的突然变化所致。
过电压分为外部过电压和内部过电压。
工厂企业中电气设备的安全运行，主要取决于电气设备的绝缘水平和作用于绝缘的电压。
过电压保护的目的是为了防止电气设备绝缘遭受过电压的破坏。
在过电压的作用下如不采取措施，则电气设备的绝缘将会被击穿，从而造成设备损坏和停电等事故。
一、外部过电压由于大气中雷电放电引起的过电压称为外部过电压或称大气过电压，又叫雷电过电压，分为直击雷过电压、感应雷过电压和雷电侵入波。
雷电过电压是由大气中的雷云对地面（包括线路、设备）放电引起的。
雷电放电能引起变电所母线短路，从而造成重大事故。
大气过电压使变电所的设备，特别是变压器的内部绝缘损坏，甚至烧毁变压器，烧毁架空线路，造成供电、用电系统的损害，因此必须采取防过电压的保护措施。
1、直击雷过电压雷电直接对输电线路或电气设备放电，引起强大的雷电流通过线路或设备导入大地，从而产生破坏性很大的热效应和机械效应，称为直击雷过电压。
如果雷云直接对导线放电，雷云中大量电荷将聚集到导线上，就会产生直击雷过电压，直击雷过电压幅值可达数百万伏。
架空线路和露天变电所遭受直击雷的机会比较多。
2、感应雷过电压当雷云不是直接击于输电线路的导线上，而是向线路附近地面或向避雷线上进行主放电，在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电气设备上感应出的过电压叫感应过电压。
3、雷电侵入波也称高电位侵入波，它是指由于架空线路或架空金属管道上遭受直击雷和感应雷而产生的高压冲击雷电荷，可能沿线路或管道侵入室内。
据统计，在电力系统中，由于雷电侵入波而造成的雷害事故，约占雷害总数的一半以上。
二、内部过电压由于供、用电系统内部进行操作或发生故障，使能量转化或传递而引起的过电压，称为内部过电压。
内部过电压可分为操作过电压、弧光接地过电压和谐振过电压。
变压器谐振过电压的原因
变压器谐振过电压的原因
变压器谐振过电压是指在变压器的绕组中，由于电感和电容的存在，当电源频率与变压器的固有频率相等或接近时，会发生谐振现象，导致电压升高的情况。
以下是一些可能导致变压器谐振过电压的原因：
1. 电网参数变化：电网中的电感和电容参数变化，如线路长度、电缆长度、电容补偿等的改变，可能导致谐振条件的满足。
2. 负载变化：负载的突然变化或不平衡可能引起变压器绕组中的电感和电容发生变化，从而引发谐振。
3. 变压器绕组结构：变压器绕组的结构和布局可能导致局部电感和电容的不平衡，增加了谐振的可能性。
4. 非线性负载：非线性负载如电力电子设备、电焊机等会产生谐波，这些谐波可能与变压器的固有频率产生谐振。
5. 雷击或故障：雷击或电网中的故障可能导致暂态过电压，其中可能包含谐振频率的成分。
为了防止变压器谐振过电压，可以采取一些措施，如合理设计电网参数、调整电容补偿、使用滤波器、避免负载突然变化等。
在变压器的设计和运行中，也应考虑谐振过电压的可能性，并采取相应的防护措施。
电力系统内部过电压
二.过电压的分类
能量来源
1.雷电过电压：雷云中大量雷电荷倾注 于电力系统而形成 2.内部过电压: 由于电力系统内部能量的 转化或传递引起的
能量转化是指磁能转化为电能 能量传递则主要是通过各部分相互之间的电磁耦合。电 网内的操作（拉闸或合闸）和故障（断线或接地等）都 是激发能量转化的原因，按不同原因，将内过电压分为 操作过电压和暂时过电压，暂时过电压包括工频电压升 高及谐振过电压。
有并联电阻时切空线的电流和电压波形
合闸电阻同时还可以起到限制切空线过电压的作用。参看图12－10 因为开断时主断口S1先分开（t=t1），此时，由于Rb的存在，电容 C上的电荷可以通过Rb流向电源，使电压uC不再保持不变，因此主 断口S1上的恢复电压要比没有并联电阻时小。显然Rb愈小恢复电 压就愈小，重燃的概率也就愈低。主断口S1分开后，经过1.5个工 频周期后（t=t2），辅助断口S2打开。此时由于Rb的存在减小了电 容电流和电压间的相位差，从而降低了作用在断口S2上的恢复电压， 所以辅助断口S2重燃的概率也就相应降低。而且即使重燃，Rb将 起阻尼作用，过电压也不会大。
kV kV
对地操作过电压的1.4~1.45倍； 对地操作过电压的1.5倍。
三.空载长线操作过电压的限制措施
1.改善开关熄弧性能 无重燃 无过电压
∵目前断路器己可基本消除重燃现象
∴线路设计中可不考虑切空线过电压
220kV及以下: 不需要采用限制重合空闸过电
压的措施
330 kV
以上:
断路器断口加并联电阻
合闸后： C11与C22并联 合闸瞬间：C11，C22上电荷重新分配
u E m c11 E m c 22 c11 c 22 0
• l1 上起始电压为 0，而不是 - Em ∴ 过电压为 2Em，而不是 3Em
第十二章电力系统内部过电压
第二节 操作过电压
电力系统中常见的操作过电压有：中性点绝缘电网 中的电弧接地过电压；切除电感性负载过电压；切除 电容性负载过电压；空载线路合闸过电压以及系统解 列过电压等。 ❖一、空载变压器的分闸过电压 ❖二、空载长线路的操作过电压 ❖三、电弧接地过电压
第十二章电力系统内部过电压
此在电路切除前，可认为
电容电压uC和电源电势e近 似相等，而流过断口的工
频电流iC超前电源电压90°。
图12-4 切除空载长线
(a)接线图； (b)单相等值电路图
第十二章电力系统内部过电压
伴随着高频振荡电压的出现，QF断口间将有高 频电流流过，它超前于高频电压90°。因此，当uC 达到(-3Em)时（图中t＝t3时刻），高频电流恰恰经 过零点，于是电弧可能再一次熄灭。又经过工频半 个周波后（图中t＝t4时刻），作用在断口上的电压 将达4Em。假如断口又恰好在此时击穿，则由于电 容的起始电压为(-3Em)，电源电压为Em，振幅为4Em， 振荡后电容上的最大电压可达5Em。
图12-5第十切二除章空电载力长系线统时内部的过电电流压和电压波形
限制切空载线路过电压的措施有： （1）采用不重燃断路器
在现代断路器设计中通过提高触头之间的介 质绝缘强度使熄弧后触头间隙的电气强度恢复速 度大于恢复电压的上升速度，使电弧不再重燃。 （2）并联分闸电阻R
在断路器主触头上并联分闸电阻R，也是降低 触头间的恢复电压、避免重燃的有效措施。 （3）线路首末端装设避雷器
第十二章电力系统内部过电压
在实际电路中diL/dt是不会达到无穷大的。这是 因为变压器绕组除励磁电感LT外，还有电容CT，如 图12-1所示。断路器截断电流后，电感中的电流可
电力变压器运行过程中的检修与维护措施
电力变压器运行过程中的检修与维护措施摘要：电力变压器是电力网的重要组成部分，它是电能分配和传输的枢纽，主要用于交流电的转换，利于提高电能的经济效益以及电能的传播，满足用户的各种用电需求。
电力变压器的正常运行至关重要，如果电力变压器出现故障则会影响到整个电力系统的稳定运行。
由于我国人口众多，电力需求量大，所以经常容易导致电力变压器在运行过程中出现问题。
为了有效的解决和防治这些问题，我们主要对电力变压器的运行过程中经常出现的问题进行分析，并提出电力变压器运行过程中的检修与维护的方法。
关键词：电力变压器；运行过程；检修；维护1 电力变压器的相关概述电力变压器是一种能够把一种电压输入信号转化成其他很多种类的电压输出信号的电力设备，在电网工作中发挥着重要的作用，将电力变压器的输入端通入一种型号的交流电压信号，通过变压器中间的磁通铁芯的作用，就会产生出其他种类的电动势，通过输入不同的交流电压信号，或者改变变压器的结构比例，就会输出不同大小的交流电压信号，这样就能很好地将生活中所需的电能，方便地传入千家万户。
电力变压器具有非常多的种类，根据不同的环境，不同的要求来选择不同的电力变压器，当前电网工作对电力变压器运行过程的好坏具有非常大的依赖，它是电网传输电能时一个重要的电力枢纽，但电力变压器在使用过程当中总会出现很多的问题，所以对于电力变压器的检修与维护，就提出了更大的要求，这对相关的专业技术人员的检修与维护能力，也提出了更大的要求，下文针对电力变压器维修与维护工作进行相关的讨论，对于一些维护与维修方面的工作给出了建议与方法。
2 电力变压器的重要性电力变压器的正常运行，决定了整个电网运输工作的好坏，它是相关电力输送企业在发展过程当中非常重要的一项电气设备，电力变压器，不仅控制着我们生活中必要的用电设备，还在整个电网系统的安全问题，产生了巨大影响，所以相关的专业技术人员要对电力变压器有足够的重视。
在实际生产操作中电力变压器非常容易受到环境中一些细节问题的影响，实际运营中一些微小的参数的改变，都会对电力变压器的正常运行产生巨大影响，所以相关的专业技术人员一定要重视电力变压器的维护工作，对于出现问题的一些电力变压器，一定要用合理的操作来维修和维护其正常的运行，这样才能合理地保证日常人们生活的正常电力输送，才能保证我们生活中用电的最大安全。
什么是过电压-过电压类别有哪些-电力系统过电压分类
什么是过电压?过电压类别有哪些?电力系统过电压分类过电压这块在系统设计中比较重要，特别是500kV电压等级以上设计，但是由于专业性比较强，对其理解也是基于参与工程的过电压专题以及EMTP过电压计算的一个课题，对这块也做一个总结。
一、何谓过电压所谓过电压，是指电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压的异常电压升高，属于电力系统中的一种电磁扰动现象。
电工设备的绝缘长期耐受着工作电压，同时还必须能够承受一定幅度的过电压，这样才能保证电力系统安全可靠地运行。
研究各种过电压的起因，预测其幅值，并采取措施加以限制，是确定电力系统绝缘配合的前提，对于电工设备制造和电力系统运行都具有重要意义。
过电压分两类，外过电压和内过电压。
外过电压又称雷电过电压、大气过电压。
由大气中的雷云对地面放电而引起的。
内过电压是电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压，分为工频过电压、操作过电压和谐振过电压。
个人涉及的一般都是内过电压分析，外过电压也会尝试稍作总结。
二、工频过电压工频过电压指系统中由线路空载、不对称接地故障和甩负荷引起的的频率等于工频（50Hz）或接近工频的过电压。
主要是三类原因：1.空载长线路的电容效应；2.不对称短路引起的非故障相电压升高；3.甩负荷引起的工频电压升高。
其中1和3经常结合在一起造成过电压。
实际计算过程中，与线路长短、短路容量、有无并联电抗器、故障前负荷都有关系。
为何讨论工频过电压？直接影响操作过电压的幅值持续时间长的工频电压升高仍可能危及设备的安全运行（油纸绝缘局放、绝缘子污闪、电晕等）在超高压系统中，为降低电气设备绝缘水平，不但要对工频电压升高的数值予以限制，对持续时间也给予规定（母线侧1.3pu，线路侧1.4pu，时间一般为1min）决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依据（3、6、l0kV系统工频电压升高可达系统最高运行线电压的1.1倍，称为110％避雷器；35~60kV系统为100％避雷器；110、220kV 系统为80％避雷器；330kV及以上系统，分为电站型避雷器（即80％避雷器）及线路型避雷器（即90％避雷器）两种）工频过电压的幅值、持续时间与出现的机率对设备的影响及避雷器的选用应该说是非常重要的，但是现在广泛采用了不带间隙的氧化锌避雷器，由于有一定热容级，选择其额定电压时，工频过电压只是条件之一，不仅决定于工频过电压的幅值、而且决定于其持续时间，但由于我国这块持续时间与几率比较低（单相重合闸，一般不超过0.5S-1S），所以工频过电压可能已不是选择氧化锌避雷器额定电压的关健条件。
第九章_内部过电压
可用图9-10所示的简化等值电路来说明这种过电压的发 展过程。图中 i iL iC iL
高电压技术 河北科技师范学院电气教研室
假如电流 iL 是在其自然过零时被切断的，电容 CT 和电 感 LT 上的电压正好等于电源电压u的幅值 U。iL 被切断
后的情况是电容 CT上的电荷通过电感LT 作振荡性放电， 并逐渐衰减至零（因为存在铁心损耗和电阻损耗）， 可见这样的拉闸不会引起大于 的过U电 压。
第九章 内部过电压
内部过电压的产生根源在电力系统内部，通常都 是由系统内部电磁能量的积聚和转换而引起。
分类图解如下：
操作过电压所指的操作应理解为“电网参数的突 变”，这一类过电压的幅值较大，可采用限压保 护装置和其他技术措施来加以限制。
谐振过电压的持续时间较长，而现有的限压保护装 置的通流能力和热容量都很有限，无法防护谐振过 电压。一般在选择电力系统的绝缘水平时，要求各 种绝缘均能可靠地耐受尚有可能出现的谐振过电压 的作用，而不再专门设置限压保护措施。
影响过电压的最大值的因素：
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。一 般可估计比中性点有效接地电网中的切空线过电 压高20％左右；
2)断路器的性能； 采用灭弧性能优异的现代断路器，可以防止或减 少电弧重燃的次数，因而使这种过电压的最大值 降低。
以上是正常合闸的情况，空载线路上没有残余电荷， 初始电压uc (0) 0 。如果是自动重合闸的情况，那么 条件将更为不利，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激烈。
高电压技术 河北科技师范学院电气教研室
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，就不会出现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， 其过电压理论幅值可达 3U 。
运行中变压器的异常原因分析与处理
运行中变压器的异常原因分析与处理一、引言变压器是电力系统中不可或缺的重要设备，它承担着将高压输电线路的电能转变为低压供电线路所需的功能。
而变压器在长时间的运行中，难免会出现一些异常情况，可能会导致设备的损坏甚至造成事故，因此对于运行中变压器的异常原因进行分析并采取相应的处理措施显得尤为重要。
本文将就运行中变压器的异常原因进行详细的分析，并提出对应的处理方法，以期能够帮助相关从业人员更好地保障电力系统的安全稳定运行。
二、异常原因分析1. 变压器过载变压器过载是指变压器长时间工作在超过其额定负荷范围的工况下，这是导致变压器异常的一种常见原因。
变压器过载可能是由于系统负荷增加导致变压器的额定容量不足，也可能是由于变压器内部散热不良、冷却系统故障等原因导致的。
过载会引起变压器内部温度升高，从而导致绝缘材料老化，严重时甚至引发绝缘击穿，造成变压器的损坏。
处理方法：针对变压器过载问题，首先应对变压器的负荷情况进行合理规划和管理，避免长时间处于过载状态。
应保证变压器冷却系统的正常运行，定期清洗、检查冷却器、风机，确保其通风良好。
对于额定容量不足的情况，可以通过增加变压器容量或者分流负载来解决。
2. 绝缘老化变压器的绝缘系统是确保变压器正常运行的重要组成部分，而绝缘老化是导致变压器故障的另一常见原因。
绝缘老化可能是由于变压器长时间工作在高温状态下导致的，也有可能是由于潮湿、污染、电气应力等因素导致的。
处理方法：对于绝缘老化问题，首先应定期对变压器的绝缘系统进行检测和维护，定期检查变压器绝缘油的情况，确保其绝缘性能符合要求。
应保持变压器周围环境的清洁和干燥，避免绝缘系统被潮湿、污染等因素影响。
对于已经老化的绝缘部件，可以考虑更换或修复。
3. 短路变压器短路是指变压器内部或者与外部电路之间发生短路故障，短路可能由于绝缘损坏、绝缘击穿、涌入电压过高等原因引发。
短路会导致变压器内部电磁力和热力急剧增加，从而引起线圈和绝缘材料的损坏，甚至严重时引发火灾。
电力系统内部过电压的防护措施
电力系统内部过电压的防护措施1单相接地形成过电压通常应加强电网及设备运行管理，减少接地故障的发生。
对变压器应经常开展检查维护，使之处于安康状态下运行，还应定期开展预防性试验，防止因绝缘击穿而发生单相接地故障。
对供电线路应注重提高架设质量，合理选择导线截面及档距，线路走廊下的树木要定期砍伐，使线路通道符合技术规范。
严禁在电力线路下建房、植树，及在线路附近采石，以防炸断线路而发生接地故障。
2.负荷突变形成过电压通常可采用并联电抗器，以及按一定程序投、切空载线路，以限制长线路电容效应产生的过电压。
在电机侧采用快速减磁系统以限制发电机转子加速和电枢反应。
3.谐振形成过电压谐振过电压持续时间与回路本身特性有关，因此，对特定电网应尽量防止可能引起的谐振操作，或采取措施破坏谐振条件，如使用消谐器等。
对电磁式电压互感器引起的谐振，可在其二次开口三角处接入一个小电阻以破坏谐振；或在电压互感器高压中性点串入一个15kV、50w左右电阻接地，限制流过中性点的电流，防止电压互感器因磁饱和而发生铁磁谐振。
4.间歇性电弧形成过电压通常在电网中性点接入消弧线圈接地。
利用消弧线圈的电感补偿流过接地点的电容电流，使电弧的存在时间缩短,重燃次数减少，从而抑制了高幅值的过电压。
5.投切小电感性负荷产生的过电压此类过电压产生的根据是断路器的截流，由于其能量较小，通常采用避雷器来抑制。
6.开断电容性负荷产生的过电压此类过电压产生的根据是断路器的重燃，其方法是限制断口恢复电压的上升，以减少重燃的途径，从而到达抑制此类过电压的产生。
其措施是：在断路器断口装置并联电阻,能起到阻尼作用，或采用不会产生电弧重燃的真空断路器。
此外，在电容器运行中应尽量减少频繁的投切操作。
7.对投运空载长线路产生的过电压通常采用带合闸电阻断路器，或采用专门装置来判断当断路器两端电压最低时合闸，或设法消除、削弱线路的残余电压。
此外，电网中运行的变压器或线路装设金属氧化物避雷器开展保护（即使在非雷雨季节也不要退出运行），既可限制线路过电压，又可消除变压器、线路空载投切引起的过电压；控制支路的跌落式熔断器，应改为三相联动的柱上少油断路器，以防止非全相操作。
《内部过电压概论》课件
探索过电压与电力系统参数之间的关 系，如电压等级、设备类型、电网结 构等，以更好地理解过电压的传播和 影响。
探索新型的过电压保护装置
针对现有过电压保护装置的不足 和局限，研究新型的过电压保护
装置，提高其性能和适应性。
结合新材料、新工艺、新技术等 手段，开发具有更高耐压、更快 速响应、更可靠稳定的过电压保
参数设置
根据系统运行参数和设备参数，设置仿真模型的 参数，如电压等级、线路阻抗、变压器参数等。
模型验证
通过对比实际数据和仿真结果，验证仿真模型的 准确性和可靠性。
仿真结果的分析
波形分析
对仿真得到的电压、电流波形进行分析，了解内部过电压的幅值、 持续时间等特性。
参数分析
分析仿真结果中各参数的变化情况，如线路长度、变压器容量等对 内部过电压的影响。
护装置。
探索过电压保护装置与电力系统 的集成和优化，以提高整个系统
的过电压防护能力和稳定性。
提高电力系统的稳定性和可靠性
通过研究和优化电力系统的设计 和运行方式，降低内部过电压的
发生概率和影响程度。
强化电力系统的监测和预警机制 ，及时发现和应对过电压事件， 保障电力系统的安全稳定运行。
结合大数据、人工智能等技术手 段，实现对电力系统的实时监测 和智能控制，提高电力系统的稳
安装过电压吸收装置
采用过电压吸收装置，如阻容吸收器、压敏电阻等，以吸收系统 中的过电压能量，降低其对设备的影响。
配置继电保护装置
通过配置继电保护装置，实现对过电压的有效监测和快速切除， 防止过电压对设备造成损害。
PART 05
内部过电压的仿真研究
REPORTING
仿真模型的建立
模型选择
根据实际电力系统特性，选择合适的仿真模型， 如电磁暂态仿真模型、元件模型等。
008——010--内部过电压
3、限制措施 R的取值： 抑制振荡时选大好；但R大触头间的恢复
高 电 压 技 术
电压也大，容易重燃；矛盾！所以取中值300Ω即可。
⑶ 降低残压： 在线路侧装设电磁式互感器，消耗残压。 ⑷ 利用避雷器来保护 在线路首端和末端安装ZnO或磁吹避雷器。
三、切除空载变压器过电压
等值电路
高 电 压 技 术
2
上式中：
K
3
X0 X0 X X 1 1 X0 2 X1
2
1
为接地系数，表示单相接地故障时健全相的最高对地电 压有效值与无故障时对地电压有效值之比。
高 电 压 技 术
按电网中性点接地方式分别分析健全相电压升高的 程度： ⑴ 对中性点不接地（绝缘）的电网，X0取决于 线路的容抗，故为负值。单相接地时健全相上的工频 电压升高约定为额定（线）电压Un的1.1倍，避雷器的 灭弧电压按110%Un选择，可称为“110%避雷器”。 ⑵ 对中性点经消弧线圈接地的35～60kV电网， 在过补偿状态下运行时，X0为很大的正值，单相接地 时健全相上电压接近等于额定电压Un，故采用 “100%避雷器”。
决定性的影响。
高 电 压 技 术
⑵ 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。
约20%左右； ⑶ 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； ⑷ 在断路器外侧是否接有电磁式电压互感器等设备： 它们的存在将使线路上的剩余电荷有了附加的泄放路径， 因而能降低这种过电压。
结论： 计划合闸时uc 是一个以合闸时电源电压的 瞬时值为轴线，以ω0 为频率的高频振荡电压。考虑损 耗，它是个衰减振荡。其最大值可达 2Em 。
变压器反变换过电压
变压器反变换过电压
首先，当需要在电网中提高电压时，可以使用变压器的反变换
功能。
通过在变压器的次级侧施加高电压，然后变压器将这个高电
压转换成更高的电压输出到一次侧，从而实现电网中电压的调整。
其次，反变换过电压也可以用于提供特定电压等级的电力供应。
例如，当需要将高压输电线路上的电压降低到用户需要的电压等级时，可以使用变压器的反变换功能来实现这一目的。
此外，反变换过电压还可以用于电力系统的保护和控制。
在某
些故障情况下，需要将电网中的电压降低或提高以保护设备或确保
系统的稳定运行，这时可以利用变压器的反变换功能来实现。
总的来说，变压器的反变换过电压是一种重要的电力调节和控
制手段，能够在电力系统中起到调整电压、提供特定电压等级、以
及保护和控制系统的作用。
通过合理使用变压器的反变换功能，可
以更好地管理和优化电力系统的运行。
变压器漏电的原因
变压器漏电的原因变压器是电力系统中至关重要的设备，负责电压的升高或降低，确保电能的稳定传输和分配。
然而，在变压器的运行过程中，可能会出现漏电现象，这不仅影响变压器的正常运行，还可能对人员和设备安全构成威胁。
因此，深入探讨变压器漏电的原因，对于预防和处理此类问题具有重要意义。
一、设计制造缺陷变压器的设计制造过程中，如果存在设计不合理或制造工艺不过关的情况，可能会导致变压器内部绝缘结构存在缺陷。
例如，绝缘材料的选用不当、绝缘距离不足、线圈绕制不紧密等问题，都可能在变压器运行时引发漏电。
此外，制造过程中的质量控制不严，如金属异物残留、绝缘层破损等，也是导致漏电的潜在原因。
二、绝缘老化变压器在长时间运行过程中，绝缘材料会逐渐老化，导致绝缘性能下降。
绝缘老化的主要原因包括热老化、电老化和环境老化。
热老化是由于变压器长时间运行产生的热量使绝缘材料性能退化；电老化则是由于电场作用导致绝缘材料分子结构发生变化；环境老化则是由于外部环境因素如湿度、温度、化学污染等的影响。
绝缘老化到一定程度时，可能会引发漏电现象。
三、过电压过电压是指变压器承受的电压超过其设计额定电压。
过电压可能来自于电力系统中的操作过电压、雷电过电压等。
当变压器承受过电压时，其内部绝缘结构可能会受到损伤，导致绝缘性能下降，从而引发漏电。
此外，过电压还可能导致变压器内部产生局部放电，进一步加剧绝缘损伤和漏电现象。
四、维护不当变压器的正常运行离不开定期的维护和检修。
如果维护不当或检修不及时，可能会导致变压器内部积累灰尘、水分等污染物，影响绝缘性能。
同时，维护过程中如果操作不当，如使用不合适的清洁剂、工具触碰绝缘部件等，也可能导致绝缘损伤和漏电。
因此，加强变压器的日常维护和定期检修，是预防漏电的重要措施。
五、运行环境恶劣变压器的运行环境对其安全运行具有重要影响。
如果变压器运行在湿度过高、温度过高或存在化学污染的环境中，可能会导致绝缘材料性能退化，引发漏电。
内部过电压原因
内部过电压原因内部过电压是指电力系统中某一部分或某一设备内部电压超过了正常工作范围的现象。
内部过电压可能会对设备的正常运行造成影响，甚至导致设备的损坏。
本文将从内部过电压的原因进行探讨，并提出相应的解决方法。
一、内部过电压的原因1. 突发事件：如雷击、电线短路等突发事件会引起系统内部电压的瞬时升高。
这种突发事件可能会导致电力系统设备的损坏，甚至引发火灾等严重事故。
2. 电力负载变化：当电力负载突然增加或减少时，电力系统内部的电压也会相应发生变化。
特别是在负载突然减少时，电压可能会出现瞬间升高的情况。
3. 电力系统故障：电力系统中的故障，如线路短路、设备故障等，可能会导致内部电压的异常升高。
这些故障可能会对电力系统的正常运行造成严重影响。
4. 功率因数失衡：功率因数失衡是指电力系统中正负序电流不平衡的现象。
当电力系统中存在功率因数失衡时，会引起电压的波动，从而导致内部电压的升高。
二、内部过电压的危害1. 设备损坏：内部过电压可能会造成电力系统中的设备损坏，如变压器烧毁、断路器跳闸等。
这不仅会给维修工作带来不便，还会增加设备更换的成本。
2. 运行不稳定：内部过电压会导致电力系统的运行不稳定，造成电压波动、电流不平衡等问题。
这可能会影响到用户的正常用电，给生产和生活带来困扰。
3. 安全隐患：内部过电压可能引发火灾等安全事故。
电力系统中设备的损坏和短路可能导致火花飞溅，引燃周围可燃物，给人员和财产带来威胁。
三、内部过电压的解决方法1. 安装过电压保护装置：在电力系统中安装过电压保护装置是防止内部过电压的有效措施。
过电压保护装置能够及时检测到电压异常，并采取相应的措施，保护设备的正常运行。
2. 增加电力系统的稳定性：提高电力系统的稳定性是减少内部过电压的关键。
可以通过增加电容器、稳压器等设备来提高系统的稳定性，减少电压波动的可能性。
3. 维护设备的正常运行：定期检查和维护电力系统中的设备，及时排除潜在故障，可以有效地减少内部过电压的发生。
内部过电压
内部过电压是由于断路器操作、线路或设备发生故障或其他原因，使电力系统工作状况和系统参数发生变化，引起电网内部电磁能量的转化或传递所造成的电压升高。
内部过电压包括工频过电压、操作过电压和谐振过电压。
1．工频过电压常见的几种工频电压升高包括：空载长线路电容效应引起的工频电压升高、接地故障引起的工频电压升高和发电机甩负荷引起的工频电压升高。
工频电压升高一般不会对电力系统的绝缘直接造成危害，但是它在绝缘裕度较小的超高压输电系统中仍受到重视。
这是因为：（1）由于工频电压升高大都在空载或轻载条件下发生，与多种操作过电压的发生条件相同或相似，所以它们有可能同时出现、相互叠加，所以在设计高压电网的绝缘时，应计及它们的联合作用。
（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，例如避雷器的灭弧电压就是按照电网单相接地时健全相上的工频电压升高来选定的，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。
2．操作过电压断路器对线路或其他电气没备进行各种正常或故障开闭过程时，产生的电压振荡以及间歇性电弧短路、系统解列、中性点不接地系统的弧光接地等。
典型的操作过电压包括：切除容性负荷引起的过电压、切除空载变压器引起的过电压、中性点不接地系统的电弧接地过电压等。
3．谐振过电压谐振过电压产生的原因是：系统中某一电感和电容元件参数的适当配合，形成产生谐振的振荡回路，在一定条件下，引起网络的线性或非线性的谐振暂态现象。
这种过电压幅值较高，持续时间较长。
谐振过电压按照原理分为线性谐振、铁磁谐振、参数谐振。
谐振回路由不带铁芯的电感元件（如输电线路的电感、变压器的漏感）或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件（如消弧线圈，其铁芯中有气隙）和系统中的电容元件所组成，在正弦电源作用下，当系统自振频率与电源频率相等或接近时，可能产生线性谐振。
谐振回路由带铁芯的电感元件（如空载变压器、电压互感器）和系统中的电容元件组成。
受铁芯饱和的影响，铁芯电感元件的电感参数是非线性的，这种含有非线性电感元件的回路，在满足一定谐振条件时，会产生铁磁谐振。
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变压器内部过电压变压器运行中产生的过电压在变压器中破坏绝缘有两种 情况：一是击穿绕组之间、绕组与铁芯之间或绕组与油箱之间 的绝缘〃造成绕组短路或接地；二是在同一绕组内将与匝间或 段与段间的绝缘击穿〃造成匝间短路。
内部过电压内部过电压是由电网内部能量转化或传递过程中产生 的〃其幅值与电网的额定电压成正比关系〃是超高压电网中危 害较大的过电压〃主要有两种一）〃切除空载变压器产生的操作过电压〃空载变压器在正常运行时表现为一激磁电感 实验研究表明：切断100A 以上的电流时〃开关触头的电弧通常都是在工频电流自然过 零时熄灭的〃此时等值电感中储藏的磁场能量为零〃在切除过 程中不会产生过电压。
但在切除空载变压器时〃由于激磁电流很小〃一般只有额定电流的 0.5％ ～ 4％ 〃而开关中的去游离作用又很强〃故当电流不为零时就会发生强制熄弧的切流 现象。
这样电感中储藏的能量就将全部转变为电场能量〃从 而产生这种切除空载变压器过电压。
切空变过电压的产生原因及过程通常，线路断路器是用来快速而安全地切断强大的感性短路电流(一般达10-100kA )的，当切断这种短路电流时，由于电源供给能量很大，还以维持电弧电压，在绝大多数情况下，电弧都是在工频电流自然过零时熄灭。
此时，电感中的磁场能量为零(即无截流)，不会产生过电压，但是在切断电感电流时，由于能量较小，通常弧道中的电离并不强烈，电弧很不稳定，加上断路器的去电离作用很强，会在工频电流过零前使电弧电流被突然截断，强制熄弧。
电弧电流的这种突然截断现象称为“截流”，截流是产生切断宽载变压器过电压的根本原因。
截流时，虽然被截断电流本身的数值并不大，但其变化率dt di l 却很大，因此使变压器绕组的感应电压dt di L l可达到很高的数值。
截流现象的产生是由于断路器切断电路时，触头间去电离作用出现冲击性的不均匀变化，引起电路中发生振荡所到致，因此，截流值的大小与电路参数，断路器类型及其灭弧性有等因素有很大关系。
切断空截变压器的截流过电压的形成过程可同等效电路进行分析（如图1），其中bB 为激磁电抗(因激磁电抗较漏抗大得多，可将漏抗略去)，C B为变压器本身及连接母线等的对地电容。
图1 切断空载变压器时等值电路在未断开前，电路在工频电压作用下，开关中流过的电流i为变压器空载电流i L与寄生电容C B中电流i C的向量和，因C B很小，可略去，即i=i L+i C≈i L，断路器在工频电流自然过零时熄灭电弧，这时电感上的电压U L和电容上电压U C都恰好是工频电压最大值，熄弧时刻电感中磁能等于零，电容不可能从其它方面再得到能量，故电容上电压最大值不超过工频电压。
但在切断空载变压器中，由于激磁电流很小，一般只是额定电流的1-4%，主断路器切断小电流时开关中去流离作用很强，会在电流不为零时发生强制熄弧的截流现象（如图2）。
图2 截流现象被截断时i C的瞬时值为i0，这时电感中贮存的能量将全部转变为电能，它将对C B充电，使电容上电压急剧上升。
电容上电压上升(其数值决定于电感中的磁场能量)，当其全部磁场能量转变为电容上的电场能量时，电容上电压便达最大值。
电感电容上的电压相等，略去截流时电容上的能量。
U Cmax = i 0B B C L (i 0为被截断时i L 的瞬时值，BB C L 为变压器的特性阻抗)，由此可见，截流瞬时值的电流i 0愈大，变压器激磁电感L B 愈大，则磁场能量愈大，使目样的磁场能量转化到电容上，可以产生更高的过电压，一般情况下，i 0虽不大，只有几安到几十安，可是变压器的特性阻抗很大，达几万欧，因而造成很高的过电压。
断路器性能对切断空载变压器过电压的影响由于切断空载变压器过电压与截流值成正比，因此截断电流愈大，过电压就愈高，断路器的截断电流主要由下列因素决定。
1、断路器的开断性能断路器的开断电流I k 增大时，截断电流I j 递增率却愈来愈小；开断电流较小时，截断电流也很小，过电压不会太高，近代高压变压器采用高质量的冷轧硅钢片作铁芯，空载时励磁电流很小，一般只有额定电流的0.5%左右，切断空载变压器时，过电压不高，发生事故的可能性极小，而采用普通硅钢片的旧式变压器，其励磁电流甚至可达额定电流的5% ,截断电流较大，因而多造成过电压事故。
2、断路器切断小电流电弧的性能对于某一类型的断路器来说，最大可能截断的电流有一定的限度，而且基本保持恒定。
少油断路器允许的截断电流比较大，可达几十安，SF 6断路器和真空断路器的截断电流较小，一般在几安以下，当允许的截断电流大于励磁电流时，则截流发生在励磁电流的幅值处因而产生较高的过电压。
随着励磁电流的增大，截流时刻推迟若励磁电流很大，则将在励磁电流的零点附近,甚至到通过零点时才断开,过电压将降低或不发生。
若励磁电流很小,则即便在电流幅值时截断,也不会产生很高的过电压。
所以，在某一励磁电流数值下会有较大的截流数值，因而对应最高数值的过电压。
3、油断路器在小励磁电流灭弧能力较弱，截断电流较小，过电压倍数也低，而切断小电流电弧性能好的真空断路器，由于截流能力强，切空变压器过电压就较高。
在较大励磁电流励磁电流时，由于两种断路器的灭弧能力差不多，所以过电压倍数几乎相同。
4、断路器重燃的影响，在断路器切断变压器过程中，由于开断的变压器侧有很高的过电压，而电源侧是工频电源电压，因此当触头间分开的距离还不够大时，在较高的恢复电压作用下，可能发生重燃。
在重燃过程中.变压器侧的能量要向电源释放,可使其减少,因而降低了过电压幅值。
相对少油断路器与SF6断路器比较而言，少油断路器的分闸时间较SF6断路器长，分断速度慢，重燃次数，因而相比较产生的过电压幅值较小。
断路器重燃能使切断空载变压器过电压降低，但同时与提高断路器的断流总量和限制节断空载线路过电压对断路器性能的要求是矛盾的，然而，断路器的主要使命是切断短路故障，所以在断路器选配上还应力求提高触头间的灭弧强度，以增大其断流容量为主。
结论对切断空载变压器所产生的过电压，因其有频率高，持续时间短，能量小限制较易，可采取其它有效措施加以限制。
因此，可使用带并联电阻的开关，并联电阻能够使变压器的磁场能量得以释放，或采用防护大气过电压的避雷器来限制二〃）谐振过电压.由于电网中电感和电容参数在特定条件配合下发生谐振而引起的由于变压器各段绕组的等值回路为电感、电容与电阻〃这样的回路具有固定的自然谐振频率〃基范围很宽〃约为数千赫兹至几百千赫兹〃且其中60％以上都小于100kHz〃回路的Q 值最高约为30〃衰减系数为0.7 ～0.9〃很小〃当受到特殊激发后〃如电网由于操作或故障引起过电压〃且满足以下情况：(1) 电网来的过电压频率与变压器的自然谐振频率一致；(2) 过电压与额定电压的幅度相比〃接近标准值；(3) 衰减小〃衰减时相临电压峰值系数ΔI>0.8；(4) 过电压持续时间合适时〃就有可能在局部绕组产生谐振过电压〃造成变压器故障。
分类：(1) 线性谐振过电压。
(2) 铁磁谐振过电压(3) 参数谐振过电压（时间有限〃只做了铁磁谐振的详细介绍）铁磁谐振过电压原理铁磁谐振仅发生在含有铁芯电感的电路中。
当电感元件带有铁芯时（如变压器、电压互感器等），一般都会出现饱和现象，这时电感不再是常数，而是随着电流或磁通的变化而变化，在满足一定条件时，就会产生铁磁谐振现象。
铁磁元件的饱和特性，使其电感值呈现非线性特性，所以铁磁谐振又称为非线性谐振。
为探讨铁磁谐振过电压最基本的特性，可利用图1的L-C串联谐振电路进行分析。
假设正常运行条件下，其初始感抗大于容抗（ωL > 1/ωC ），电路不具备谐振的条件，而电感线圈中出现涌流时就有可能使铁芯饱和，感抗下降，使ωL = 1/ωC ，满足串联谐振条件，产生谐振。
图1 串联铁磁谐振电路图2为铁芯电感和电容上的电压（U L 、U C ）（有效值）随电流变化的曲线。
U C 为一直线；在铁芯为饱和时U L 基本上是一直线，当电流增大，铁芯饱和后，电感值减小，U L 不再是直线，因此两条伏安特性曲线必相交，这时产生铁磁谐振的前提。
产生铁磁谐振的必要条件：ωL 0 > 1/ωC ，（空载变压器）L 0为未饱和时的电感值。
图2串联铁磁谐振电路伏安特性曲线铁磁谐振是电力系统自激振荡的一种形式，是由于变压器、电压互感器等铁磁电感的饱和作用引起的持续性、高幅值谐振过电压现象。
三、铁磁谐振过电压危害铁磁谐振过电压分为工频、分频和高频谐振过电压，常见的为工频和分频谐振。
当电压互感器的激磁电感很大时，回路的自振频率很低，可能产生分频谐振；当电压互感器的铁心激磁特性容易饱和时或系统中有多台电压互感器、并联电感值较小、回路自振频率较高时，则产生高频谐振。
工频和高频铁磁谐振过电压的幅值一般较高，可达额定值的3倍以上，起始暂态过程中的电压幅值可能更高，危及电气设备的绝缘结构。
工频谐振过电压可导致三相对地电压同时升高，或引起"虚幻接地"现象。
分频铁磁谐振可导致相电压低频摆动，励磁感抗成倍下降，过电压并不高，一般在2倍额定值以下，但感抗下降会使励磁回路严重饱和，励磁电流急剧加大，电流大大超过额定值，导致铁心剧烈振动，使电压互感器一次侧熔丝过热烧毁。
四、铁磁谐振过电压防范措施1、选用励磁特性较好的电磁式电压互感器或只使用电容式电压互感器。
2、在电磁式电压互感器的开口三角形中，加装R≤0.4Xm 的电阻（Xm 为互感器在线电压下单相换算到辅助绕组的励磁电抗）。
或当中性点位移电压超过一定值时，以零序过电压继电器将电阻投入一分钟，然后再自动切除，目前设计中一般采取开口三角加消谐器的措施。
3、采取临时的运行操作措施，如投退某些电容电流较大的设备或线路等。
4、电压互感器中性点串入消谐器，其原理是串入一个50 kΩ--100 kΩ的非线性电阻。