第11章 电力系统暂时过电压

第11章电力系统暂时过电压

1、内部过电压：

在电力系统中，由于断路器操作、故障或者其他原因，使系统参数发生变化，引起系统内部电磁能量的振荡转化或传送所造

瞬时过程完毕后出现的稳态工频电压升高（工频

11.1工频过电压

电力系统在正常或故障运行时可能出现幅值超过最大工作相它对系统电气设备的正常绝缘一般没有危险，但对超高压远

工频过电压不大于最高运行

工频过电压不大于最高运行相电压的1.3倍。

3、工频过电压的形成：

均匀无损空载线路沿线电压逐步升高，线路末端电压最高。为限制长线路的工频电压升高，通常采用并联电抗器补偿线路电容电流，削弱线路电容效应。

②不对称接地引起的工频过电压（以单相接地为例）：

可见不对称接地会引起线路的过电压，因此线路的避雷器设计要考虑到此类问题。

③甩负荷引起的工频过电压：

S

可见，甩负荷前传输的功率愈大，甩负荷后的工频电压也愈高。

11.2线性谐振过电压

振荡回路中某一自由振荡频率等于外加强迫频率的一种稳态

¾通常认为的不同特性（线、非线性、周期性，对应三种谐振方式。

4、线性谐振：

谐振条件

R

E1

=

LC

4、线性谐振：

图11-2-2不同参数条件下的线性谐振曲线

11-2-1 并联补偿线路不对称切合引起的工频谐振

11-2-1 并联补偿线路不对称切合引起的工频谐振

开断相电压为

A U i

11-2-1 并联补偿线路不对称切合引起的工频谐振

图11-2-3两相合闸单相开断的等值电路

(a)系统接线;(b)三相电路;(c)等值计算电路;(d)单相等值电路

11-2-1 并联补偿线路不对称切合引起的工频谐振

图11-2-3两相合闸单相开断的等值电路

(a)系统接线;(b)三相电路;(c)等值计算电路;(d)单相等值电路

11-2-1 并联补偿线路不对称切合引起的工频谐振两相开断时产生谐振的条件

11-2-1 并联补偿线路不对称切合引起的工频谐振

图11-2-4小电抗的接入

小电抗是二次补偿。在两相开断时，小电抗仍然起到相间隔离的作用。

11-2-1 并联补偿线路不对称切合引起的工频谐振

11-2-2 消弧线圈补偿网络的工频谐振

图11-2-6单相接地及相量图

11-2-2 消弧线圈补偿网络的工频谐振

<

w

11-2-2 消弧线圈补偿网络的工频谐振

=

w

11-2-2 消弧线圈补偿网络的工频谐振

11-3 非线性谐振

非线性谐振也称铁磁谐振，指发生在含有非线性电感（如铁芯电感元件）的串联振荡回路中的谐振现象。

根据的交点，可知非线性电路有多个解。

=Δ

E U

上为小电压、小电流，为非谐振点。

¾点b：按照小干扰分析，为非稳定工作点。

¾点c：既是稳定点，且大电压、大电流，为谐振点。

11-3 非线性谐振

图11-3-3K次谐波

电动势平衡图

11-3 非线性谐振

次谐波谐振

L0，谐需要有一定的激发因素，即回路应经历足够强烈的过

11-3-1 断线引起的谐振过电压图11-3-4中性点不接地系统单相断线电源侧接地

11-3-1 断线引起的谐振过电压

最简化的断线

谐振等值单相电路

11-3-1 断线引起的谐振过电压

加强线路巡视，及早发现导线的机械损伤。

11-3-1 断线引起的谐振过电压

图11-3-6环网单相断线

11-3-2 电磁式电压互感器铁芯饱和引起的过电压图11-3-7电磁式电压互感器铁芯饱和引起铁磁谐振的系统接线

1. 中性点工频位移电压

、负载变压器绕组电,可得图11-3-8(a)所示的三相电路。由电路定律知,电源中性点位移电压 

图11-3-8电压互感器铁芯饱和引起的中性点工频位移

图11-3-9电压相量图

A N A B

N B C N C

U U E U

U E U U E ⎧=+⎪=+⎨⎪=+⎩

2. 谐波谐振

维持回路谐波谐振的电源是非线性电感元件的非线性效应将工频电源能量转化

图11-3-10谐波谐振回路

图11-3-11电压互感器铁芯饱和引起过电压的波形

(a)二次谐波;(b)三次谐波;(c)基波;(d)次谐波

11-3-3 传递过电压

图11-3-12平行线路间的传递回路(a)静电、电磁传递;(b)静电传递;(c)传递谐振

00

U U

C

′

限制传递过电压的根本措施是避免产生零序电压。为此，应当不采用高压熔断器，尽量减小断路器的非全相动作，

11-4 参数谐振过电压

参数谐振也称周期性谐振，指串联回路中含有周期性变化的电感（如同步电抗），其变化频率为电源频率的偶数倍，并有相应的电容配合，回路电阻也不大时，有可能出现的谐振现象。

谐振所需的能量由改变电感参数的原动机提供；

谐振后，电压、电流值理论上可以达到无穷大；

¾当参数变化频率与振荡频率之比等于时，谐振最易发生。

其变化频率为电源

有可。

图11-4-1参数谐振发展过程

(a)简单回路;(b)电感及电流变化过程