电力系统过电压及其保护
电力系统过电压及其防护
电力系统过电压及其防护摘要：在电力系统运行中，由于种种原因，系统中某部分的电压可能升高，其数值大大超过设备的正常运行电压，这种现象称为过电压。
其后果是设备绝缘损坏，造成长时间的停电，危及人身及财物安全。
所以要加以对电力系统过电压及防护。
关键词：电力系统；内部过压；雷电过压一.电力系统过电压的概念通常情况下，电力系统处于正常的工作状态，系统的运行也正常，此时电气设备在额定的电压之下处于绝缘的状态，而一旦遭遇雷击或者由于操作不当、仪器发生故障或者参数配置不合理等原因，造成系统中的某区域的的局部电压升高而超出设备正常的运行范围称之为过电压。
这种过电压一般可以分为内部和大气这两种过电压，前者发生的原因主要是拉闸、合闸的操作，接地或者断线的事故以及其他的一些不可预料的细节问题，这些小问题可能引起电力系统的状态突然发生变化从而产生局部过高电压，造成整体系统的危害，内部过电压发生的跟本原因还是由于系统内的电磁能集聚和振荡所引的。
通常将系统内部的过电压划分为：暂态的过电压和操作过电压。
顾名思义发，操作过电压就是由于系统的操作故障或者失误时所引发的，主要的特点就是随机性较大。
后者的大气过电压通常被划分为感应雷击、直接雷以及侵入雷电波这三种过电压，这种过电压的特点就是持续的时间非常短，但是其冲击的能力非常强，对系统的伤害也比较大，破坏程度的强弱跟雷电活动的强度有非常紧密的关系，而与设备的电压等级关系不大，在220KV之下电气系统的整体绝缘水平主要是由防止大气的过电压所决定的。
二、内部电力系统过电压1.操作过电压内部过电压中操作过电压具有很大的随机性，这种情况的过电压在最糟糕的情况下其倍数相对较高，330Kv以及这之上的超高压的系统绝缘水平是由操作过电压决定的，其除了具有随机性的特点之外，还具有较高的幅值和高频的振荡，另外就是衰减较为迅速。
这种操作过电压产生的原因有很多，其中主要的包括了：第一，在将空载电路切除的过程中容易产生过电压，此时产生的原因主要是由于电弧的重燃和在线路上的残留的电压；第二，发生在空载电路合闸上的过电压主要是由于在合闸的过程中，由于瞬间的暂态中发生了回路上的高频振荡；第三，如果电网中的中性点没有接地，而恰巧单相金属接地的情况发生了，那么将会使得正常相的电压达到线电压。
电力系统过电压的危害及其防止对策
电力系统过电压的危害及其防止对策摘要：过电压对电力系统的危害性是很大的，对其进行深入分析并研究相应的对策，一直是广大电力工作人员关注的焦点。
故笔者结合多年工作经验，对电力系统常见的两种过电压防止措施进行了总结，以供参考。
关键词：过电压内部过电压大气过电压保护引言电力系统的电气设备在运行中除了承受工作电压外，还会遭到过电压的作用和侵害。
过电压的存在，它将使电力系统运行的电气设备绝缘受损，设备寿命缩短，甚至造成停电事故，摧毁电力设施。
因此，深入分析过电压对电力系统造成的危害，并采取各种措施对其进行预防对于保障电力系的安全稳定运行有着重要的的意义。
2、过电压对电力系统的危害过电压对电力系统的危害性是很大的，如内部过电压关系到电力系统中各种电气设备绝缘水平的选择，直接影响造价和投资。
如果没有适当的保护设施，万一引起设备事故，其后果更是不可设想，将有可能造成长时间停电或主要设备的严重损坏事故，损失将无法估计。
对电力系统来说，雷电的危害性就更大了，当电力系统遭到雷击时，有可能造成发电机、电力变压器、断路器和其它电气设备绝缘损坏，线路上的绝缘子也会因雷击而发生闪络或碎裂、导线烧断和木质电杆被雷劈裂等事故。
以上这些事故都将使电力系统长时间停电，给工农业生产造成巨大的损失，同时检修和更换损坏的设备亦需要花很大的人力和物力。
过电压防止对策为了保证电力系统发供电的安全，对内部过电压和大气过电压都必须采取相应的保护措施。
3.1 内部过电压的保护措施为了限制和降低切断空载线路时的过电压，可使用有并联电阻的断路器、磁吹避雷器或金属氧化物避雷器、并联电抗器、电压互感器以及自耦变压器。
以上这些措施可将切断空载线路时的过电压限制到2.5倍相电压以下。
切断电感负荷时的过电压，因其多为持续时间甚短的高频振荡波，对绝缘的作用与雷电冲击波相似，所以完全可以用磁吹避雷器或金属氧化物避雷器予以限制，必要时也可以用普通避雷器来限制。
装有并联电阻的断路器，也可以有效地限制切断电感负荷时产生的过电压。
电力系统大气过电压及保护
的平均落雷次数（单位：次/平方公里•雷电日）
我国规程规定，对Td=40的地区，取
0.015 次/平方公里.雷电日
➢ 若一般高度的线路的等值受雷面的宽度为10h(h为线
路平均高度(m))，则输电线路年平均遭受雷击的次数：
10h
N
100 T
雷电放电类型
l－先导；r－主放电；v－发展方向
雷击时计算雷电流的等值电路
研 究 表 明：雷 电放电的
先导通道具有 分布参数
的 特 性， 可认 为它是一
个 具 有 电 感、 电容等均
匀分布参数的导电通道，
称 为 雷电通道 ， 其波阻
抗为Z0
雷电流波： i0 . L
流经被击物体的电流：
Z0
第四章
电力系统大气过电压及保护
雷电放电过程及雷电参数
雷电放电过程及雷电参数
雷电是自然中最宏伟壮观的现象也是最普遍的现象之一，
它对人类的生活环境、工作条件等都造成了很大的影响，
因此对雷电的研究和防护意义重大。
早在18世纪初，富兰克林等物理学家已经揭示了闪电就是
电的本质。例如著名的风筝实验，第一次向人们揭示了雷
6、雷电流的波前时间、陡度及波长
➢雷电流的波前时间T1处于1～4µs的范围内，平均为
2.6µs。波长T2处于20～100µs的范围内，多数为50µs
左右。
➢我国防雷设计采用2.6/50µs的波形；在绝缘的冲击
高压试验中，标准雷电冲击电压的波形定为
1.2/50µs
雷电流波前的平均陡度为
(kA/µs)
均占75～90%，对设备绝缘危害较大，防雷计算
中一般均按负极性考虑。
电力系统的过电压与过电流保护
电力系统的过电压与过电流保护电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，它为我们的生活和工业生产提供了稳定可靠的电能供应。
然而，电力系统中存在着各种潜在的危险因素，如过电压和过电流，它们可能对设备和人员造成严重的损害。
因此，电力系统中的过电压与过电流保护显得尤为重要。
过电压是指电力系统中电压超过额定值的现象。
它可能是由于雷击、电网故障、电力负载突然减少等原因引起的。
过电压会对电力设备造成巨大的损害，甚至可能导致设备的烧毁。
为了保护电力设备免受过电压的影响，电力系统中通常会采取一系列的过电压保护措施。
过电流是指电力系统中电流超过额定值的现象。
它可能是由于短路、电力负载过大、设备故障等原因引起的。
过电流不仅会对电力设备造成损坏，还可能引发火灾等严重后果。
因此，在电力系统中，必须采取过电流保护措施来避免这种情况的发生。
电力系统中的过电压与过电流保护通常基于保护装置的工作原理和保护策略来实现。
保护装置是电力系统中的一种重要设备，它能够监测电力系统中的电压和电流，并在检测到过电压或过电流时采取相应的措施，如切断电路、降低电压等。
保护装置通常由电流互感器、电压互感器、继电器和断路器等组成。
在电力系统中，过电压与过电流保护的设计和实施需要考虑多个因素。
首先，需要根据电力系统的特点和工作条件来确定保护装置的参数和设置值。
其次，需要考虑保护装置的可靠性和灵敏度，以确保在发生过电压或过电流时能够及时采取措施。
此外，还需要考虑保护装置的协调性，以确保各个保护装置之间能够有效地协同工作，提高系统的整体保护能力。
除了过电压与过电流保护装置的设计和实施，还需要进行定期的检测和维护工作。
这包括对保护装置的功能进行测试，检查保护装置的连接和接地情况，以及对保护装置进行定期的维护和校准。
只有保护装置正常工作，才能有效地保护电力系统免受过电压和过电流的影响。
总之，电力系统中的过电压与过电流保护是确保电力设备和人员安全的重要措施。
通过合理设计和实施保护装置，并进行定期的检测和维护工作，可以有效地减少过电压和过电流对电力系统的影响，提高系统的可靠性和安全性。
电力系统过电压及其保护
操作过电压
在电力系统中进行操作（如开关操作 ）时产生的过电压。
操作过电压通常发生在电力系统的开 关操作过程中，如开关的开合、变压 器分接头的调整等。这些操作可能会 在系统中产生瞬态的电压波动。
工频过电压
由于电力系统的故障或其他原因导致的工频电压异常升高。
工频过电压通常是由于电力系统的故障，如线路短路、变压 器故障等，导致系统的工频电压异常升高。这种过电压可能 对电力设备和系统造成严重损坏。
限制过电压的措施需要根据具体情况进行选择和实施，以达到最佳的保 护效果。
05
案例分析
某地区电力系统过电压案例
案例背景
过电压类型
某地区电力系统在运行过程中多次发生过 电压现象，给电网安全带来严重威胁。
该案例涉及雷电过电压、操作过电压和暂 时过电压等多种类型。
案例经过
案例分析
在一次雷雨天气中，该地区电力系统受到 雷电过电压冲击，导致部分设备损坏，电 网运行受到影响。
03
过电压的危害
对设备的危害
设备损坏
过电压可能导致电气设备绝缘层 击穿，造成设备损坏或永久性故 障。
降低设备寿命
频繁的过电压冲击会加速设备老 化，缩短设备使用寿命。
对运行的影响
电力中断
过电压可能引起保护装置动作，导致 大面积停电或电力供应中断。
稳定性问题
过电压可能影响电力系统的稳定性， 增加系统振荡和崩溃的风险。
绝缘配合的目的是提高设备的绝缘水平，降低设备损坏的风险，同时减少维修和更 换设备的成本。
限制过电压的其他措施
除了避雷器和绝缘配合外，还可以采取其他措施来限制过电压，如改善 接地系统、加强设备维护和检修等。
改善接地系统可以降低雷电和操作过电压对设备的影响，提高设备的耐 压能力。加强设备维护和检修可以及时发现和处理设备存在的隐患和缺 陷，避免设备在运行过程中发生故障。
过电压问题及其解决方案
过电压问题及其解决方案
过电压问题是指电力系统中发生的电压超过设定值的情况。
过电压可能会对设备和系统造成损坏，甚至引发火灾。
造成过电压的原因有多种，包括：
1. 突然断电后的电力恢复：当电力突然中断后，电力系统重新供电时可能会发生过电压。
2. 电力系统故障：如电源线路短路、电路设备故障等，可能导致过电压。
3. 外部原因：如雷击等外部因素可能导致过电压。
解决过电压问题的一些常见方法和措施包括：
1. 安装过电压保护装置：通过安装过电压保护装置，可以有效地减轻或消除过电压对设备和系统的损坏。
2. 设备选择：在设计和选择电气设备时，可以考虑选择具有过电压保护功能的设备。
3. 接地保护：保持系统的良好接地状态，可以有效地减少过电压的发生。
4. 使用稳压设备：通过使用稳压装置可以调整电压，确保电压处于安全范围内。
5. 定期检测和维护：定期对电力系统进行检测和维护，及早发现和解决潜在的过电压问题。
总之，要解决过电压问题需要从多个方面入手，包括装置安装、设备选择、接地保护和定期检测维护等方面，以确保电力系统的安全运行。
电力系统过电压及其防护
暂时 过电压
操作 过电压
工频电压升高
空载长线的电容效应 不对称短路 突然甩负荷
谐振过电压
线性谐振 铁磁谐振 参数谐振
切断空载线路
切断空载变压器
空载线路合闸
间歇电弧接地
一. 概述
在电力系统中，除了雷电过电压外，还经常出现另一 类过电压：内部过电压。顾名思义，它的产生根源 在电力系统内部，通常都是因为系统内部电磁能量 的积累和转换而引起。按照产生的原因，内部过电 压可以分为操作过电压和暂时过电压。一般操作过 电压持续时间在0.1s以内，而暂时过电压持续时间 要长得多。
A = 1 − uC (0) Uϕ
当 uC (0) = −U ϕ
U C = 3U ϕ
uC
≈ 3U ϕ
0
t
二. 影响过电压的因素
1. 合闸相角
2. 残余电压
3. 回路损耗
三. 限制过电压的措施
1. 控制合闸相角 2. 加装并联合闸电阻 3. 线路首末端装设避雷器
同步开关（Synchronous Switching）
3.3 空载线路合闸过电压
一. 产生过电压的基本过程
1. 正常合闸
L s QF
1 2
LT
1 2
LT
L QF
~u
CT
⇒~ u
CT uC
L
=
Ls
+
1 2
LT
u = U ϕ cos ω t
由等值电路：
L
di dt
+ uC
=u
i = CT
du C dt
初始条件：
uC (0) = 0
t = 0 :i = CT
第七讲：电力系统内部过电压及其防护
电力系统过电压保护
电力系统过电压保护电力系统是现代社会不可或缺的重要基础设施，它将电能输送到各个领域，推动了工业、商业和日常生活的发展。
然而，电力系统在运行过程中可能会面临各种问题，其中之一就是过电压。
过电压是指电压超过系统所能承受范围的情况，它会给电力设备和线路带来严重的损坏甚至破坏。
因此，过电压保护在电力系统设计和运行中至关重要。
一、过电压的原因1.1 外部原因外部原因是指来自电力系统外部的因素所引起的过电压。
例如，雷击是导致过电压最常见的原因之一，当雷电击中电力线路或设备时，会瞬间产生极高的电压。
此外，由于电力系统与其他系统的连接，例如铁路系统和输电线路的交叉，也可能会产生过电压。
1.2 内部原因内部原因是指电力系统内部的异常条件所导致的过电压。
例如，当电力负载突然减少或中断时，会导致电压升高。
此外，电力系统中的故障，如发电机失速、电力线路短路和电力设备故障等，也可能引起过电压。
二、过电压保护的重要性过电压保护的主要目标是保护电力设备和线路免受过电压的损害。
过电压可能导致电力设备烧毁、断电甚至火灾，给人们的生活和工作带来极大的困扰。
因此，通过合理的过电压保护措施，可以及时检测和削减过电压，保护电力系统的安全稳定运行。
三、过电压保护的方法3.1 避雷器避雷器是一种常用的过电压保护装置，用于吸收过电压的能量。
它由间歇式活动的气体压力开关和锌氧化物元件组成，当系统电压超过额定电压时，避雷器会导通并将过电压引流到接地，从而保护其他设备不受过电压的损害。
3.2 跳闸保护跳闸保护是一种常见的过电压保护方法，它利用电气开关（如断路器和隔离开关）自动切断电流，将过电压引流到接地。
跳闸保护可应用于各种电力设备和线路，当电压超过额定值时，跳闸保护会迅速切断电流，避免设备受到损坏。
3.3 自动调压器自动调压器是一种通过自动调整电源电压来保护电力设备的过电压保护方法。
它通过监测电源电压并实时调整输出电压，使其保持在设定范围内，避免电压超过额定值。
输电线路过电压的保护措施有哪些
输电线路过电压的保护措施有哪些输电线路过电压的保护措施。
随着电力系统的不断发展，输电线路的过电压问题也日益凸显。
过电压是指电压在瞬时或持续时间内超过了系统正常工作范围的现象。
输电线路过电压可能由雷电、开关操作、负荷变化等原因引起，如果不加以有效的保护措施，将给电网设备和系统带来严重的损害。
因此，针对输电线路过电压问题，需要采取一系列的保护措施，以确保电网的安全稳定运行。
一、过电压的类型。
输电线路过电压可以分为内部过电压和外部过电压两种类型。
内部过电压是指由于电网内部原因引起的过电压，如电容性过电压、感应性过电压等。
外部过电压是指由于外部原因引起的过电压，如雷电引起的过电压等。
二、过电压的危害。
输电线路过电压会给电网设备和系统带来严重的危害，主要表现在以下几个方面：1. 对设备的损害，过电压会导致设备绝缘击穿、绝缘老化，甚至损坏设备。
2. 对系统的影响，过电压会引起系统频率偏差、电压不稳定等问题，影响系统的正常运行。
3. 对安全的威胁，过电压会引起火灾、爆炸等安全事故，对人员和设备造成严重威胁。
因此，对输电线路过电压问题必须高度重视，采取有效的保护措施。
三、过电压的保护措施。
针对输电线路过电压问题，可以采取以下一些保护措施：1. 避雷装置，在输电线路上设置避雷装置，用于防止雷电引起的过电压。
避雷装置可以分为避雷针、避雷带等，用于释放雷电的能量，减小雷电对输电线路的影响。
2. 避雷接地，在输电线路上设置良好的接地系统，用于释放过电压的能量。
良好的接地系统可以有效地降低过电压对设备和系统的影响。
3. 过电压保护装置，在输电线路上设置过电压保护装置，用于监测和控制过电压。
过电压保护装置可以根据输电线路的实际情况，采取不同的保护措施，如限流、分流、短路等，以保护设备和系统。
4. 绝缘监测系统，在输电线路上设置绝缘监测系统，用于监测绝缘状态。
绝缘监测系统可以及时发现绝缘老化、击穿等问题，采取相应的措施，以保护设备和系统。
电力系统过电压保护措施
电力系统过电压保护措施过电压是指电力系统中超过额定电压的暂态或持续的电压波动。
过电压的出现对电力设备和电力系统的稳定运行造成严重威胁，甚至可能导致设备损坏甚至爆炸。
为了保护电力系统的稳定运行和延长设备的使用寿命，采取一系列过电压保护措施是非常必要的。
以下是常见的电力系统过电压保护措施。
1. 绝缘配合过电压保护系统中的绝缘配合是一种预防措施，用于限制和分散过电压的传播，并确保电力设备以及电力系统的绝缘性能。
例如，通过合理的绝缘设计和选择适合的介质材料，可以减少设备在过电压下的受损风险。
2. 接地保护接地是电力系统中最常用的过电压保护手段之一。
通过将设备和系统的中性点连接到地面，可以有效地将过电压引到地下，并将其散逸。
这样可以防止过电压对设备和系统产生破坏性影响。
3. 避雷器保护避雷器是一种专门用于过电压保护的设备，可以有效地限制过电压对电力系统的影响。
避雷器的工作原理是通过在电力系统中引入一个带有气体放电装置的均压阻抗，以吸收和释放过电压能量。
这样可以防止过电压继续扩大并达到设备承受能力。
4. 电压驱动保护电压驱动保护是通过监测电力系统的电压水平来实施的一种过电压保护措施。
当监测到电压超过设定阈值时，电压驱动保护装置会发出报警信号，并触发相应的保护动作，如切断电路或降低负荷。
这可以防止过电压继续传播到其他部分，并保护电力设备的安全运行。
5. 发电机过电压保护在电力系统中，发电机是最容易受到过电压影响的设备之一。
为了保护发电机免受过电压的损害，可以采取一系列相应的保护措施。
例如，安装过电压自动补偿装置，使发电机在过电压事件发生时能够自动补偿电压，并防止进一步的损害。
总之，电力系统过电压保护措施是确保电力系统稳定运行的重要手段。
通过合理的绝缘配合、接地保护、避雷器保护、电压驱动保护以及发电机过电压保护等措施的综合应用，可以有效地预防和限制过电压对电力设备和电力系统的损坏。
电力系统运行单位应该在工作中高度重视过电压保护，并根据实际情况选择合适的保护手段，以确保电力系统的安全稳定运行。
高电压技术课件 第七章 第二篇 电力系统过电压及保护
2
z2
z1 电压反射系数，1
1
z1 z2
1
以上电压波的折射反射系数也适用于线路末
端接有不同集中负载的情况。
19
当z1
z
时，
2
2z2 1
z1 z2
z2 z1 0
z1 z2
即折射电压波大于 入射电压波，反射 电压波为正。
20
当z1
z
时，
2
2z2 1
z1 z2
z2 z1 0
Z1
U1q
A
Z1
Z1
折射系数=2/3，反射系数=－1/3
相当于线路末端接一波阻抗为“两分支”并联的线 路
28
二、集中参数等值电路（彼得逊法则）
把分布参数的电路用集中参数的电路表示， 这个计算折射波的等值电路法则称为彼得逊法则 。这个电路也称为彼得逊等值电路。
u2q
2Z 2 Z1 Z2
u1q
Z2 Z1 Z2
单根无损线
u
L0 dx
i t
u
u x
dx
i
C0 dx
u t
i
i x
dx
u x
L0
i t
i x
C0
u t
9
单根无损线
采用拉氏变换求解得：
u
uq
(t
x
)
u
f
(t
x
)
i
iq
(t
x
)
i
f
(t
x
)
简化表示为
iq
(tΒιβλιοθήκη x) v1 zuq
(t
x) v
u uq u f i iq i f uq ziq u f zi f
过电压及远方跳闸保护 原理
过电压及远方跳闸保护原理
电力系统中，过电压和远方跳闸是两个比较常见的问题，它们的出现会对电力系统的稳定性和安全性造成影响。
因此，需要采取措施进行保护。
本文将介绍过电压及远方跳闸保护的原理。
过电压保护是指当电力系统中出现过电压时，通过相应的装置对电网进行保护，从而防止设备受到损坏。
过电压的出现原因有很多，比如雷击、电力系统突然断电重合闸、负荷突然减小等。
过电压保护装置通常采用放电管、气体放电管、二极管等元件，通过对过电压的检测、判断和定位，及时切断供电。
远方跳闸保护是指当电力系统中出现故障时，通过远方跳闸保护装置进行保护，从而防止事故扩大。
远方跳闸保护是电力系统中最常用的保护方式之一，它能够及时切断电力系统中受到故障影响的区域，从而保证电力系统的稳定性。
远方跳闸保护通常采用电流互感器、继电器等元件，通过对电流的检测和判断，及时切断供电。
综上所述，过电压及远方跳闸保护是电力系统中非常重要的保护措施，通过采用相应的装置和元件，能够有效的保护电力系统的安全和稳定。
- 1 -。
电力系统过电压及保护基础知识讲解
示，连接点为A。现将线路z1合闸于直流电源U 0 ，合闸后沿
线路 z1有一与电源电压相同的前行波电压 u1q自电源向结点A
传播，到达结点A遇到波阻抗z 2的线路，根据前节所述，在
结点A前后都必须保持单位长度导线的电场能与磁场能相等
的规律，由于线路z1与z 2的单位长度电感与对地电容都不相
同，因此当u1q 到达A点时要发生电压、电流的变化。也就是
z2 z1 ) z1 z2
。
在线路z2 中的折射电压 u2q 随时间按指数规律增长如图7
－3－19（b）所示，当时，t＝0；u2q 0 当t→∞时 u2q au1q
，这说明无限长直角波通过电感后改变为一指数波头的行波
，串联电感起了降低来波上升速率的作用。 从式（7－3－2）中可得出折射波u2q 的陡度为
z1
z2
u1q
(a)
(b)
图7 - 3 -1 行波通过串联电感
(a)线路示意及等值电路；(b)折射波与反射波
图7-3-1为一无限长直角波 u1q 投射到具有串联电感L的线 路上的情况，L前后两线路的波阻抗分别为z1 及z2 ，当z 2中的
反行波尚未到达两线连接点时，其等值电路如图7-3-1（a）
所示,由此可得
z1 z2 z1 z2
i1q
2 z1 z1 z2
ai
称为电流折射系数；
z2 z1 z1 z2
u
z1 z2 z1 z2
i
称为电压反射系数， 称为电流反射系数。
折射系数的值永远是正的，这说明折射电压波总是和入射 电压波同极性的。
二、 几种特殊情况下的波过程
（一）线路末端开路: 线路末端开路相当于Z2＝∞的情况。 此时α＝2， β＝1；
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。
电力系统过电压及其保护 PPT
例2：t=0时刻，A点有 一个幅值为50kV的
无限长直角波沿线 路传播， B点有一 个幅值为50kV、持 续时间1us的截断波 沿线路传播，A点、 B点距离O点都为 300米，问：1~4us， A、B、O三点的电 压分别是多少？
例3：t=0时刻，A点有一个 u=50t的无限长斜角波沿 线路传播， A点、B点距 离O点都为300米，问： 1~4us，A、B、O三点的 电压分别是多少？
例题
例1：两平行导线系统，若雷击于 避雷线（导线1），导线2对地绝 缘，则雷击时相当于有一很大的 电流注入导线1，此电流将引起电 压波u1自雷击点沿导线1向两侧运 动，试求导线2上的电压u2。
解：此系统可列出下列方程
u1=z11i1+z12i2
u2=z21i1+z22i2
因为导线2对地是绝缘的，故i2=0,于是得：
§4.2行波的折、反射
电力系统中常会遇到具有分布参数的长线与另一条具有不同波阻 抗的长线或集中阻抗相连的情况。例如在一条架空线与一条电缆 相连接的情况下，波从一条线路向另一条线路传播时，在节点处 会产生波的折射和反射。
设U1q，i1q是沿线路1传播的前行电压波设和电流波；U2q，i2q是前行波 到达节点发生折射后传到线路2上的前行电压波和电流波；U1f，i1f是前 行波在节点处发生反射后沿线路1返回的反行电压波和反行电流波。
解：因为3、4、5是对地绝缘 的，故i3=i4=i5=0,可得方程
u1=z11i1+z12i2 u2=z21i1+z22i2 u3=z31i1+z32i2 u4=z41i1+z42i2 u5=z51i1+z52i2 由于两根避雷线是对称的，故u1=u2,i1=i2,z11=z22, 于是导线3与避雷线之间的耦合系数是
电力系统中的过电压与过流保护
电力系统中的过电压与过流保护1.引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，它为人们提供了稳定、可靠的电力供应。
然而，在电力系统运行过程中，由于各种原因，如天气变化、设备故障等，都有可能引发过电压和过流现象，给电力设备和系统带来严重的损害甚至造成事故。
为了保护电力设备和系统的安全稳定运行，过电压与过流保护显得尤为重要。
2.过电压保护过电压是指电力系统中电压超过额定值的临时瞬变现象。
过电压的产生原因有很多，例如雷击、开关操作、电力负荷变化等。
当系统遭受过电压冲击时，电力设备可能受到电弧击穿、绝缘破坏等严重损害。
为了保护电力设备免受过电压的影响，电力系统采用了过电压保护装置。
过电压保护装置通常采用的方法包括避雷器、过电压自动开关和过电压继电器等。
避雷器是一种用来吸收或降低过电压的设备，通过将过电压引到大地，保护电力设备不受损害。
过电压自动开关则是一种根据电压变化自动切断电路的设备，以保护电力设备不受过电压的侵害。
过电压继电器作为一种智能保护装置，能够检测到系统中的过电压情况，并通过控制开关等方式将过电压隔离或直接短路，保护电力设备。
3.过流保护过流是指电力系统中电流超过额定值的现象，其原因主要包括电力设备故障、短路故障和负荷过大等。
过流会导致电力设备过热、绝缘损坏等，甚至引起火灾和爆炸。
为了保护电力设备免受过流的影响，电力系统采用了过流保护装置。
过流保护装置通常采用的方法包括熔断器、过流继电器和差动保护等。
熔断器是一种能够根据电流变化自动切断电路的设备，它利用高阻抗元件引起电流过大时的瞬间熔断，从而保护电力设备。
过流继电器是一种能够检测到系统电流异常的装置，它能够通过控制开关等方式切断电路，以防止过流对电力设备造成损害。
差动保护是一种利用电流差动原理来判断系统中是否存在故障的保护方式，通过测量系统中的电流差值来检测是否存在过流情况，从而及时进行保护动作。
4.过电压与过流保护的配合过电压保护和过流保护在电力系统中起着互补的作用。
电力系统过电压的防护措施
电力系统过电压的防护措施引言：电力系统过电压是指电力系统中电压超过额定值的现象，可能对电力设备和系统造成严重损坏。
为了保护电力系统的正常运行和设备的安全性，必须采取一系列的过电压防护措施。
本文将介绍几种常见的过电压防护措施，以确保电力系统的稳定运行。
一、过电压的原因过电压通常由以下几个原因引起：1. 外部原因：如雷击、电网故障、电力负荷突变等。
2. 内部原因：如电力设备故障、电力系统操作失误等。
二、过电压防护措施1. 避雷器的应用避雷器是一种常见的过电压防护设备，用于保护电力设备免受雷击和电网故障引起的过电压。
避雷器能够迅速将过电压引入地，保护设备免受损坏。
在电力系统中，避雷器通常安装在变压器、母线、电缆等关键设备的进出线路上。
2. 过电压保护装置的应用过电压保护装置是一种自动保护设备，能够监测电力系统中的电压，并在电压超过设定值时迅速切断电路，以保护设备免受过电压的影响。
过电压保护装置通常安装在电力系统的关键位置，如变压器、发电机、电缆等。
3. 耐压等级的选择在设计电力系统时，应根据系统的工作电压和设备的耐压等级选择合适的设备。
设备的耐压等级应大于系统中可能出现的最高电压，以确保设备在过电压情况下不会损坏。
4. 接地系统的建设良好的接地系统是防止过电压的重要手段之一。
通过合理设计和建设接地系统，可以将过电压迅速引入地，保护设备免受损坏。
接地系统应包括接地网、接地极、接地装置等。
5. 过电压监测与维护定期对电力系统进行过电压监测和维护是防止过电压的有效手段。
通过监测系统中的电压变化，及时发现并处理可能引起过电压的故障，以保护设备的安全运行。
6. 教育与培训加强对电力系统过电压防护的教育与培训，提高工作人员的安全意识和技能水平，是确保过电压防护措施有效实施的重要环节。
工作人员应了解过电压的危害性，掌握正确的操作方法和应急处理措施。
结论：电力系统过电压的防护措施是确保电力系统安全运行的重要保障。
通过合理应用避雷器、过电压保护装置，选择合适的耐压等级，建设良好的接地系统，定期监测和维护电力系统，加强教育与培训，可以有效预防和减少过电压对电力设备和系统的损害。
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§4.2行波的、反射
电力系统中常会遇到具有分布参数的长线与另一条具有不同波阻 抗的长线或集中阻抗相连的情况。例如在一条架空线与一条电缆 相连接的情况下，波从一条线路向另一条线路传播时，在节点处 会产生波的折射和反射。
设U1q，i1q是沿线路1传播的前行电压波设和电流波；U2q，i2q是前行波 到达节点发生折射后传到线路2上的前行电压波和电流波；U1f，i1f是前 行波在节点处发生反射后沿线路1返回的反行电压波和反行电流波。
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一、分析
因为在节点处只能有一个电压和电流，所以得：
求解方程组得
u1q u1 f u2q i1q i1 f i2q
u1q ( u1 f ) u2q
z1
z1
z2
U 2q
2Z 2 Z1 Z2
U 1q
uU1q
U1f
Z2 Z1
Z1 Z2
U 1q
u u1q
i2q
2Z1 Z1 Z2
二、波动方程
通过推导，可以得出任意一点电压和电流分别为：
u
uq
(t
x) v
u
f
(t
x v
)
i
[uq
(t
x v
)
u
f
(t
x v
)]
L0
C0
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1、电压方程的含义
以uq为例，假设当T1时刻，线路上 位置X1的点电压数值为U，当时间 由T1变到T2时，具有相同电压值U 的点必然满足：
t1
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例4：t=0时刻，A点有 一个u=50t-50（t-1）的 斜角平顶波沿线路传 播， A点、B点距离O 点都为300米，问： 1~4us，A、B、O三点 的电压分别是多少？
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例5：t=0时刻，A点有 一个u=50t-50(t-1)的 斜角平顶波沿线路传 播， B点有一个幅值 为50kV、的无限长直 角波沿线路传播，A 点、B点距离O点都 为300米，问：1~4us， A、B、O三点的电压 分别是多少？
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二、四个基本公式
u uq u f i iq i f
uq Z iq u f Z if
为什么前行波的电压与电流总是同极性， 而反行波的电压和电流是异极性呢？
定义：正电荷沿着x的正方向形成的电流 波的极性为正。
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例题
例1：t=0时刻，A、 B 两点分别有一个幅值 为50kV的无限长直角 波沿线路传播， A点、 B点距离O点都为300米， 问：1~4us，A、B、O 三点的电压分别是多 少？
2U1q
i2q (z1q
z2q
)
L
di dt
式中i2q为线路2中的前行电流波，解之得：
i2q
2u1q z1 z2
t
(1 e T
)
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u2q
i2q z2
2z2 z1 z2
t
u1q (1 e T
)
t
u1q (1 e T
)
式中T=L/（z1+z2）为该电路时间常数
t=0时，u2q=0，t→∞时，u2q=αu1q
x1 v
t2
x2 v
并能依此得出：
t1
x1 v
tn
xn v
常数
所以V是速度。就是沿着X的正方向 以速度V前进的前行波。同样uf是沿 着X的反方向前进的反行波，即线路 上任意一点的电压为前行波电压加上
两侧求导得 v dx dt
反行波的电压。V称为波速.
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2、关于波速
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例2：一条线路末端开路，t=0时 刻，A点一幅值为U1的无限长 直角波沿线路传播， U1求到 达接地点时，U2q、U1f分别是 多少？
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例3：Z1=400Ώ、Z2=500Ώ， U1=500V，AB两点距o点 都为300米，求1~4us，A、 B、O三点的电压分别是 多少？
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例题：在如图所示电路中， t=0时刻，A点有一个幅值 为50kV的无限长直角波沿 线路传播， A点、B点距 离O点都为300米，问： 1~4us，A、B、O三点的 电压分别是多少？
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§4.3行波通过电感和旁过电容
1、无限长直角波通过串联电感
无限长的直角波（U1q）从具有 波阻抗为Z1的导线1经过串联电 感，过渡到具有波阻抗为Z2的导 线2，设Z2中没有反行波或反行 波未到达连接点，从等值电路中 可得：
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例4：条件同例3，求
1~4us，A、B、O三点 的电压分别是多少
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二、彼得逊等值电路
根据
u2q
2Z 2 Z1 Z2
u1q
可得
u2q
z1z2 z1 z2
2u1q
据此得出彼得逊等值电路
条件：只有前行波、没有反行 波，或反行波尚未到达节点
优点：将分布参数的问题转化 成集中参数的问题，有利于问 题的分析
行波通过串联的电感后， 波形的陡度下降了，由 于串联电感时的最大陡 度等于，这对绕组设备
i1q
ii1q
i1 f
Z1 Z1
Z2 Z2
i1q
ii1q
由公式可以看出，当Z2小于Z1时，U2q 比U1q的幅值低；反之，U2q 比U1q 的幅值高。
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例题
例1：一条线路末端接地，t=0时 刻，A点一幅值为U1的无限长 直角波沿线路传播， U1求到 达接地点时，U2q、U1f分别是 多少？
3、电流方程
i
uq
(t
x v
)
u
f
(t
x v
)
L0 C0
对应欧姆定律，定义
iq
uq (t
x) v
L0 C0
uq
Z
if
u
f
(t
x v
)
L0 C0
uf
(Z )
则
i iq i f
并定义 Z L0 为波阻抗 C0
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4、关于波阻抗
通常单导线架空线路的波阻抗Z=500Ω左右，计及电晕 的影响时，取400 Ω左右。由于分裂导线和电缆的L0较 小及C0较大，故分裂导线架空线路和电缆的波阻抗都 较小，电缆的波阻抗约为十几欧到几十欧不等。
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例2：t=0时刻，A点有 一个幅值为50kV的 无限长直角波沿线 路传播， B点有一 个幅值为50kV、持 续时间1us的截断波 沿线路传播，A点、 B点距离O点都为 300米，问：1~4us， A、B、O三点的电 压分别是多少？
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例3：t=0时刻，A点有一个 u=50t的无限长斜角波沿 线路传播， A点、B点距 离O点都为300米，问： 1~4us，A、B、O三点的 电压分别是多少？