浅谈过电压的产生及限制措施
过电压指标、标准、措施
过电压指标、标准、措施一、过电压定义及指标1、过电压定义过电压是指工频下交流电压均方根值升高，超过额定值的10%，并且持续时间大与1分钟的长时间电压变动现象；过电压的出现通常是负荷投切的结果，例如：切断某一大容量负荷或向电容器组增能（无功补偿过剩导致的过电压）。
过电压分外过电压和内过电压两大类。
（1）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，分直击雷过电压和感应雷过电压两种。
大气过电压由直击雷引起，特点是持续时间短暂，冲击性强，与雷击活动强度有直接关系，与设备电压等级无关。
因此220KV 以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。
1）雷电过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性。
直击雷过电压是雷闪直接击中电工设备导电部分时所出现的过电压。
雷闪击中带电的导体，如架空输电线路导线，称为直接雷击。
雷闪击中正常情况下处于接地状态的导体，如输电线路铁塔，使其电位升高以后又对带电的导体放电称为反击。
直击雷过电压幅值可达上百万伏，会破坏电工设施绝缘，引起短路接地故障。
2）感应雷过电压是雷闪击中电工设备附近地面，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工设备（包括二次设备、通信设备）上感应出的过电压。
（2）内过电压电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压，有暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。
1）暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压，又称工频电压升高。
特点是持续时间长，过电压倍数不高，一般对设备绝缘危险性不大，但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。
常见的有：①空载长线电容效应（费兰梯效应）。
在工频电源作用下，由于远距离空载线路电容效应的积累，使沿线电压分布不等，末端电压最高。
②不对称短路接地。
三相输电线路a相短路接地故障时，b、c 相上的电压会升高。
③甩负荷过电压，输电线路因发生故障而被迫突然甩掉负荷时，由于电源电动势尚未及时自动调节而引起的过电压。
电力系统过电压的产生及限制措施
电力系统过电压的产生及限制措施电力系统正常运行时,电气设备的绝缘处于电源额定电压下,当雷击、操作、故障、或参数配置等原因使系统中某部分电压升高大大超过正常运行的数值此称过电压。
过电压分为大气过电压和内部过电压,其中大气过电压又分直击雷过电压、感应雷击过电压和侵入雷电波过电压,特点是持续时间短暂,冲击性强,与雷电活动强度有直接关系,与设备电压等级无关。
220KV以下系统的绝缘水平由防止大气过电压决定。
内部过电压是由于拉、合闸操作、接地或断线事故及其他原因引起电力系统状态发生突然变化产生对系统有威胁的过电压。
究其原因是系统内部电磁能的振荡和集聚引起的故称内部过电压。
内部过电压可分为操作过电压和暂态过电压(含谐振过电压、工频过电压)。
操作过电压是系统操作和故障时出现,特点是具有随机性,在最不利的情况下过电压倍数较高,330KV及以上超高压系统的绝缘水平取决于操作过电压。
操作过电压具有幅值高、高频振荡、衰减快的特点。
其产生原因:1.切除空载线路时过电压的根源是电弧重燃及线路上的残余电压。
2.空载线路的合闸过电压是由于在合闸瞬间的暂态过程中,回路发生高频振荡造成的。
3.在中性点不接地的电网中发生单相金属接地将引起正常相的电压升高到线电压。
如果单相通过间歇燃烧的电弧接地,在系统正常相合故障相都会产生过电压(称电弧接地过电压),其实质是高频振荡的过程。
4.切除空载变压器引起的过电压。
原因是当变压器空载电流突变时变压器绕组的磁场能量全转化为电场能量对变压器等值电容充电,导致过电压。
同样,在切除感性负载可能在电容器和断路器上出现过电压。
限制操作过电压的措施有:1.选用灭弧能力强的高压断路器。
2.提高断路器动作的同期性。
3.断路器断口加装并联电阻。
4.采用性能较好的避雷器。
5.电网中性点接地运行。
谐振过电压是电力网中的电容元件和电感元件参数的不利组合,由谐振产生,特点是过电压倍数高、持续时间长。
其产生原因是:1.线性谐振过电压。
浅谈10kV系统产生谐振过电压原因及控制对策
浅谈10kV系统产生谐振过电压原因及控制对策摘要在10kV配电网中，常常发生电磁式电压互感器烧毁的现象，其原因都是因为某些故障或者不正常运行致使电压互感器内的铁芯饱和，诱发铁磁谐振的产生，致使电压互感器内部产生过电压，过电流，严重威胁电力系统的安全运行。
本文通过对配电系统电压互感器频繁损坏的现象，简要阐述铁磁谐振的现象与机理，产生的条件，提出了控制谐振过电压的措施，与大家交流学习。
关键词铁磁谐振；过电压；防范措施引言长期以来，电力系统铁磁谐振过电压严重威胁着电网的安全运行，在10kV 系统中，电磁式电压互感器引发的铁磁谐振过电压导致的设备事故时有发生。
这种过电压持续时间长，对系统的安全运行构成很大威胁，轻者可导致电压互感器烧损，高压熔丝熔断及匝间短路或爆炸；重者发生避雷器爆炸、母线短路等事故。
本文通过对配电系统电压互感器频繁损坏的现象，简要阐述铁磁谐振的现象，产生的条件及防范措施，总结了针对此类故障采取防范措施的一些运行经验。
1 铁磁谐振过电压产生的机理[1-2]目前，我国企业在35kV或者是其以下的配电网，有许多都是采用中性点和不接地的方式进行运行的，因此其中的很大一部分选用的都是比较传统的消线圈完成接地。
因此在其具体进行运行的问题可以看出，中性点的不接地系统，会受到电压的互感器铁心饱和使得铁磁谐振过的电压相对多一些。
中性点不接地运行方式的电力系统单相接地后，两相电压瞬时升高，三相铁心受到不同的激励而呈现不同程度的饱和，电压互感器各相感抗发生变化（各相电感值不同），中性点位移，产生零序电压。
由于线路电流持续增大，导致电压互感器铁心逐渐磁饱和，其电感值迅速减小，当满足ωL=1/ωC时，产生谐振过电压。
在发生谐振时，电压互感器一次励磁电流急剧增大，使高压熔丝熔断。
如果电流尚未达到熔丝的熔断值，但超过了电压互感器额定电流，长时间处于过电流状况下运行，可造成电压互感器烧损。
电力系统中存在着许多非线性感性元件，如发电机、变压器、电压互感器等，这些感性元件和系统中存在的分布电容组成复杂的LC振荡回路，有可能激发铁磁谐振产生过电压。
第5章 电力系统内部过电压及其限制措施
三、空载线路合闸过电压及其限制措施
1、计划合闸： 、计划合闸： （图6）及式（5-12）的解 ）及式（ ）
uc= E (1-cosω0t) ω
uc——线路绝缘上的电压， 是一个以电源电压 线路绝缘上的电压， 线路绝缘上的电压 E为轴线，以ω0为角频率的高频正弦等幅振荡 为轴线， 为轴线 的随机量。其最大值为2 的随机量。其最大值为 Em。
5.2
电力系统的操作过电压
一、操作过电压的产生及类型
产生: 产生 系统中因断路器的操作中各种故障产生的过度过程而 引起的过电压。 引起的过电压。 特点：时间短， 特点：时间短，过电压倍数高 其过电压倍数K的大小和持续时间与电网的结构、 其过电压倍数 的大小和持续时间与电网的结构、断路器的 的大小和持续时间与电网的结构 性能、系统的接线方式及运行操作方式有关， 一般为 一般为3～ 。 性能、系统的接线方式及运行操作方式有关，K一般为 ～4。 类型: 类型 空载线路合闸过电压、切除空载线路过电压、 空载线路合闸过电压、切除空载线路过电压、 切除空载变压器过电压、 切除空载变压器过电压、 中性点不接地系统中弧光接地过电压。 中性点不接地系统中弧光接地过电压。
cosα f ↑ —ω ↑ —α=ω/v ↑ —αl ↑ —cosαl ↓ — α /cosα K21=1/cosαl↑ (5-3) 运行经验表明： 运行经验表明： 220KV及以下电网一般不需要采取特殊限制措 及以下电网一般不需要采取特殊限制措 施； 220KV及以上电网需要考虑，伴随着雷闪过电 及以上电网需要考虑， 及以上电网需要考虑 压和操作过电压采取限制措施。 压和操作过电压采取限制措施。
二、特点
1、 过电压倍数不大 ， 对正常绝缘的电气设备一般没有 、 过电压倍数不大， 威胁。 威胁。 2、 在超高压输电中成为确定系统绝缘水平的重要因素 。 、 在超高压输电中成为确定系统绝缘水平的重要因素。 伴随着工频电压的升高直接影响操作过电压的幅值。 伴随着工频电压的升高直接影响操作过电压的幅值 。 工频电压升高是决定保护电器工作条件的重要因素 （如单相接地非故障相电压升高使避雷器的灭弧电压 升高）。 升高） 工频电压升高持续时间长，将严峻考验设备的绝缘。 工频电压升高持续时间长，将严峻考验设备的绝缘。 如油纸绝缘内部游离、绝缘子闪络或沿面放电、 如油纸绝缘内部游离、绝缘子闪络或沿面放电、铁芯 过热、 过热、电晕等
电网过电压问题分析及防范措施
电网过电压问题分析及防范措施摘要：电网在正常运行时，由于会遭受雷击、倒闸操作、设备故障或参数配合不当等原因，造成电网某一部分短时电压升高，这种电压升高称为过电压。
过电压的出现，会破坏设备绝缘、从而导致设备损坏，甚至造成系统安全事故。
研究过电压的成因，预测其幅值，并采取相应限制措施，这对电气设备的制造应用和电力系统安全运行都具有重要意义。
关键词：过电压；防范措施电网过电压是电力系统中很常见的故障，对电力系统安全运行造成威胁。
如何分析及防范，提高电网抵御过电压能力，保障电力系统安全稳定，具有重大意义。
本文通过对过电压产生的各种原因进行分析，并提出相应的防护措施。
过电压一般分为外部过电压和内部过电压。
一、外部过电压又称大气过电压，它是由雷云放电产生的直击雷过电压和感应雷过电压这种现象在电网过电压中所占比例极大。
其过电压的幅值取决于雷电参数和防雷措施，该种过电压的特点是持续时间短，冲击性强，具有脉冲特性，与雷击强度有直接关系，其持续时间一般只有数十秒左右。
对大气过电压的防护技术措施主要包括可装设符合技术要求的防雷装置，如避雷线、避雷针、避雷器（包括由间隙组成的管型避雷器）和放电间隙，它又分接闪器、引下线和接地装置三部分组成。
二、内部过电压它是电网内部的能量在传递或转化过程中产生，施加于电气设备上，造成瞬时或持续高于电网额定允许电压，对设备安全运行构成威胁。
由于内部过电压的能量来自于电网本身，所以它的幅值和电网电压基本成正比例关系。
根据产生原因不同，内部过电压可分为两大类，一类是由于故障或操作开关引起，如工频过电压、操作过电压。
另一类是由于电网中电感和电容参数相互配合发生谐振而引起的，如谐振过电压。
1、工频过电压及限制措施工频过电压是指由电力系统故障、电网运行方式的改变、长线路的电容效应、突然甩负荷等原因引起的短时工频电压升高（超过正常工作电压），其特点是持续时间较长，但数值不很大，对设备绝缘一般威胁不大，但对超高压、远距离输电电网影响较大，对配置其设备绝缘水平起重要作用。
开关操作产生过电压分析及限制办法
开关操作产生过电压分析及限制办法摘要：对开关操作过程中产生电感电流负载的截流过电压和开断电容性负荷的电弧多次重燃产生过电压进行了分析，并用所产生的过电压波形进行了数据分析，指出了限制过电压的意义，阐述了限制过电压的几点措施。
关键词：开关操作；截流过电压；多次重燃过电压引言由于开关操作，使电力系统由一种稳态过渡到另一种稳态。
在其过滤状态过程中，系统内部电源能量产生振荡，互相转换和重新分布，都可能在某些设备上或系统中出现过电压。
产生的过电压对电气设备的危害性极大，如不及时防治，有可能使电气设备的绝缘击穿而损坏或造成停电事故。
1 操作产生过电压的表示方法及类型1.1 表示方法操作产生过电压的能量来源于系统本身，其大小基本上与50Hz工频电压成正比，常用过电压倍数K0表示。
一般是以过电压幅值除以该处工频相电压的幅值，即K0=Ugm/Uxm。
1.2 类型常见的开关操作过程产生的过电压主要是切断小电感电流负载的截流过电压和开断电容性负载的电弧多次重燃过电压。
2 截流过电压用断路器切除小电感电流，如切除空载变压器和电动机等，可能产生很高的过电压。
其中主要是截流过电压，也可能产生重燃过电压。
现以切除空载变压器为例，分析其过电压产生的原因、影响因素及限制措施。
2.1 截流过电压的产生利用真空断路器和空气断路器切除空载变压器时，由于开关熄弧能力强，使电流在未自燃过零前强迫熄灭，产生电磁振荡，形成很高的过电压，K0值可能很高。
2.2 切除空载变压器的等值电路如图1所示：L是变压器激磁电感，C是变压器绕组对地电容，QF是断路器。
图1 空载变压器等值电路2.3 产生截流过电压的分析当开关QF断开前，有一激磁电I0通过原绕电感L，当开关QP断开后，电感中储存的磁能1/2LI20将转变为电场能量，因此有1/2LI20=1/2CU2，所以U=I0■。
图2 波形图由于C<L，所以此时出现的过电压较大。
高压断路器开断较大的变压器负荷电流时，因电源供给的能量很大，足以维持电弧电压。
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。
限制操作过电压的措施
青海华电大通发电有限公司限制操作过电压的措施
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审核：
编制：
发电部
二0一二年三月一日
限制操作过电压的措施
操作过电压指因操作失误，故障、运行方式改变等引起系统过电压，表现形式为截流过电压和电弧重燃过电压，对电力系统的生产运行带来极大的危害。
操作过电压的限制措施：
为了将操作过电压防止、抑制其数值在允许的范围，以减小过电压对电气设备的危害和提高供电系统的可靠性。
特制定以下措施：
1.在系统震荡的情况下禁止进行厂用系统并联切换工作。
2.切除空载线路和变压器时，要注意线路避雷器及变压器中性点的接地方
式。
对真空开关要求做到：
1.降低截流值，从根本上降低截流过电压。
适当加大触头开距，以抑制电
弧重燃过电压。
2.装设R—C吸收器。
若电阻及电容参数选择合适，既可降低过电压幅值，
又可减缓过电压的上升陡度。
3.设置R—L保护器。
将电阻R与铁心电感L并联后串接于开关与电缆之
间。
正常时铁心饱和电感值较小，压降及损耗都很低，不影响负载的工作。
当发生电弧重燃振荡时，高频电流使铁心电抗增大，抑制过电压，电阻则起阻尼及限流作用。
4.采用氧化锌避雷器MOA。
MOA实际上是一个非线性压敏电阻，在工作
电压下呈极大电阻，漏电流为微安(μA)级，不影响电网运行。
过电压
时，其阻值剧降并呈稳压特性，一般可将过电压限制在2倍相电压以下，且阀片间有一定电容量，对残压的突变有抑制作用。
5.对上述已加设的的装置，不得无故退出运行。
过电压的原因及其对策
变频器基础讲座（八）--过电压的原因及其对策一、前言变频器在调试与使用过程中经常会遇到各种各样的问题，其中过电压现象最为常见。
过电压产生后，变频器为了防止内部电路损坏，其过电压保护功能将动作，使变频器停止运行，导致设备无法正常工作。
因此必须采取措施消除过电压，防止故障的发生。
由于变频器与电机的应用场合不同，产生过电压的原因也不相同，所以应根据具体情况采取相应的对策。
二、过电压的产生与再生制动所谓变频器的过电压，是指由于种种原因造成的变频器电压超过额定电压，集中表现在变频器直流母线的直流电压上。
正常工作时，变频器直流部电压为三相全波整流后的平均值。
若以380V线电压计算，则平均直流电压Ud=1.35U线=513V。
在过电压发生时，直流母线上的储能电容将被充电，当电压上升至700V左右时，（因机型而异）变频器过电压保护动作。
造成过电压的原因主要有两种：电源过电压和再生过电压。
电源过电压是指因电源电压过高而使直流母线电压超过额定值。
而现在大部分变频器的输入电压最高可达460V，因此，电源引起的过电压极为少见。
本文主要讨论的问题是再生过电压。
产生再生过电压主要有以下原因：当大GD2（飞轮力矩）负载减速时变频器减速时间设定过短；电机受外力影响（风机、牵伸机）或位能负载（电梯、起重机）下放。
由于这些原因，使电机实际转速高于变频器的指令转速，也就是说，电机转子转速超过了同步转速，这时电机的转差率为负，转子绕组切割旋转磁场的方向与电动机状态时相反，其产生的电磁转矩为阻碍旋转方向的制动转矩。
所以电动机实际上处于发电状态，负载的动能被"再生"成为电能。
再生能量经逆变部续流二极管对变频器直流储能电容器充电，使直流母线电压上升，这就是再生过电压。
因再生过电压的过程中产生的转矩与原转矩相反，为制动转矩，因此再生过电压的过程也就是再生制动的过程。
换句话说，消除了再生能量，也就提高了制动转矩。
如果再生能量不大，因变频器与电机本身具有20%的再生制动能力，这部分电能将被变频器及电机消耗掉。
操作过电压限制措施
操作过电压限制措施
1.利用断路器并联电阻限制分合闸过电压
（1）利用并联电阻限制合空线过电压
合闸过程：S2合闸-R串入LC回路—1.5-2个工频周期后S1合闸- R短接；
两个阶段—过渡过程振荡重量幅值减小，电阻阻尼-振荡过程衰减加快。
电阻因素：
①并联电阻接入时间：10-15ms
②阻值的影响
分合闸造成过电压
限制措施：断路器主触头并联大容量电阻，主触头外串联帮助触头
①分合闸过程分成两个阶段---缩小每个阶段过渡过程的起始值与稳态值的差值—减小每一阶段过电压；
②大电阻阻尼加速振荡过程衰减—抑制分合闸过电压。
1阶段过电压幅值随R增大减小
2阶段过电压幅值随R增大增大
交点R≈0.5-2.0Z 最佳Z=400Ω 线路波阻抗，R取200-800Ω
（2）利用并联电阻限制切空线过电压
分闸过程：S1先断开—R接
入—1.5-2周期后S2开。
电阻限制过电压的作用：
①降低触头间恢复电压，减小重燃机会
②本身降低重燃后过电压。
切空线、合空线电阻不同
2. 利用避雷器限制操作过电压
传统：避雷器限制雷电过电压
性能改进，进展---限制操作过电压成为可能。
10kV配电系统过电压原因分析及防范措施
10kV配电系统过电压原因分析及防范措施摘要：本文主要针对10kV配电系统过电压的原因及防范措施展开了分析，对过电压的原因作了详细的阐述，给出了一系列相应有效的防过电压措施，并结合具体的实例进行了论证，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。
关键词：配电系统；过电压；原因；措施过电压属于电力系统中的一种电磁扰动现象。
在10kv配电系统中出现过电压问题，将会对正常的供电产生一定的影响。
因此，我们需要认真分析过电压存在的原因，采取有效的措施做好防范，从而保障供电系统的正常供电运行。
基于此，本文就10kV配电系统过电压的原因及防范措施进行了分析，相信对有关方面的需要能起到一定的帮助作用。
1 过电压原因分析据运行统计，造成设备故障或损坏的过电压形式主要有：谐振过电压、直击雷过电压、雷电反击过电压等。
不同的过电压形式具有不同机理，对设备的损坏程度也不同。
1.1 谐振过电压10kV电压互感器由于谐振过电压使髙压侧熔断器熔断的故障。
变电站10kV系统属中性点不接地系统，当发生接地故障时，系统相电压升高，加在线圈两端的电压升高，铁芯出现磁饱和现象，感抗发生变化。
PT的感抗和线路的对地容抗匹配时就会产生铁磁谐振过电压，使高压侧熔断器熔断。
特别是单相接地故障时，对地电容电流较大，产生电弧不能自熄灭，出现间歇性放电产生弧光过电压，使铁芯更易出现磁饱和现象，引起谐振过电压，使PT高压侧熔断器熔断。
1.2 接地不良引起雷电反击过电压主变10kV侧出线避雷器过电压烧毁现象。
出现这种现象的主要原因是接地电阻偏大。
经实地测量，两个变电站地网的接地接阻均不合格，约1欧姆（标准要求小于等于0.5欧姆）。
当强大的雷电流通过避雷针、避雷线的引下线或构架等接地体向地网泄放时，因接地阻太大，残压过高而通过避雷器进行反击，以致破坏避雷器。
1.3 进行波入侵和雷电流感应引起的过电压（1）10kV架空线或配电线因雷击而引起雷电流入侵，入侵的进行波遇到阻抗突变的结点时会因反射而使电压升髙，来回反射并扩散的高电压碰到绝缘相对薄弱处便可能击穿造成事故。
操作过电压产生的影响因素及其限制措施
操作过电压产生的影响因素及其限制措施摘要：操作过电压是内部过电压的一种，是由于对电力设备的操作，突然改变了系统的运行状态，使系统发生电磁振荡，因此就产生了高于系统本身运行的电压等级，这种很高的电压对电力系统稳定运行会带来很大的危害。
要保证电力系统的稳定运行，必须弄清楚电力系统存在过电压的根本原因，并针对不同的原因采取不同的抑制措施是很有必要的。
文章就简要分析过电压产生的影响因素及其限制措施。
关键词：操作过电压；影响因素；限制措施；管理防范我国正处在经济高速发展的时期，对电量的需求量特别大，电力建设是现阶段非常重要的一个任务，电力建设的好坏直接影响着我国经济的发展速度，可以这样说，电力建设就是我国各行业经济发展的命脉，为经济持续高速增长提供可靠保证，掌控着国家的一切活动顺利开展。
“十二五”期间，我国的电力需求量增速变化了，预计应该在10%上下，这些年大规模扩展电网，全国电力建设联网运行以及智能电网的出现，使得系统的结构和运行方式便得越来越复杂，增加了发生系统性事故和导致大面积停电的概率，在现代化要求的电力系统网络建设中，保证电力系统稳定性和可靠性已经成为电力系统正常运行的最重要的问题。
操作过电压高于正常运行电压，大于原先设备设计的电压等级的额定绝缘水平，会对电力系统设备的绝缘带来极大的危害，从而影响电力系统设备的正常运行，如果该设备是电网中的重要设备，会对整个电网运行的稳定行和可靠性有极大的影响，而且操作过电压由于系统改变的需求，所以操作过电压时常发生。
为了保证电力系统运行的稳定性和可靠性必须在各方面考虑操作过电压，分析其产生原因，并找到相应的解决方法来限制操作过电压，从而将危害抑制到最小，使电力系统能够更稳定的运行，为国民经济的发展提供可靠保证。
1 操作过电压产生的原因电力系统由电源、电感、电阻、电容等元件组成的复杂系统网络。
当这个网络系统内部有开关或是系统出现突发性的事故时，电力系统拓扑网络结构将会发生很大的改变，将从一种稳定的状态变化到另一种稳定的状态，在变化过程中，各个储能元件的能量重新分配，系统将发生L、C振荡，从而可能在某些重要的设备上，甚至可能在全部系统中出现很高数量级的过电压，进而危及电网安全运行，使系统中绝缘薄弱部位被击穿。
真空断路器的过电压及其防护
真空断路器的过电压及其防护真空断路器是一种重要的高压电气设备，广泛应用于电力系统和工业领域。
它的主要功能是在电路中断开或闭合电流。
然而，在电力系统运行过程中，会产生各种各样的过电压问题。
本文将重点介绍真空断路器的过电压问题及其防护措施。
一、过电压问题的原因1. 冲击过电压：电力系统中，当电力负载发生突然变化或故障时，会引发电流和电压的突变，造成电网的冲击过电压。
2. 操作过电压：在真空断路器操作时，由于机械操作、电磁线圈启动和断开等原因，往往会产生瞬态过电压。
3. 接地问题：电力系统中存在设备、线路或接地电流之间的非同步性，也会导致过电压。
4. 自然灾害：如雷电等自然灾害，会产生大量的过电压。
二、真空断路器的过电压问题真空断路器在电力系统中，常常承担着快速接通和断开电流的任务。
在操作过程中，由于电流和电压的突变，会产生以下过电压问题：1. 操作冲击过电压：真空断路器快速接通和断开电流时，电流和电压的突变会引发工频冲击过电压。
2. 分闸弧光过电压：真空断路器在断开负载电流时，由于负载上的电感元件，会引起电容电流和分闸时的爆炸弧光，引发分闸弧光过电压。
3. 合闸冲击过电压：真空断路器合闸时，高频电流和电压的突变，会引发工频冲击过电压。
4. 受电弧影响的过电压：某些特殊操作条件下，真空断路器内部可能会出现受电弧影响的过电压。
三、真空断路器的过电压防护措施为了保护真空断路器及其他电力设备的安全稳定运行，需要采取适当的过电压防护措施。
以下是常见的防护措施：1. 装置类防护措施：(1) 联锁装置：在操作真空断路器前，要求先使真空断路器处于断开位置。
对于高压侧真空断路器，要求低压侧电路也处于断开。
(2) 限流装置：通过加装电感、电容等元件来限制过电压的波动幅度，保护真空断路器免受过电压冲击。
(3) 励磁电阻：通过增加励磁电阻，限制励磁电流，减小电压暂降。
(4) 接地措施：通过合理的接地系统设计，能够有效地分散和消除过电压。
过电压措施
过电压措施1. 引言过电压是指电力系统中电压超过了正常运行范围的现象。
它可能是由于雷电或电力设备故障等原因引起的，对电力设备和系统的正常运行造成严重威胁。
为了保护电力系统的安全运行，必须采取适当的过电压措施来防止过电压的产生和传播。
2. 过电压的原因过电压的产生原因多种多样，以下是一些常见的原因：2.1 雷电雷电是导致大部分过电压事故的主要原因。
当雷电击中地面或附近的物体时，电荷会通过接地系统进入电力系统，导致过电压的产生。
2.2 设备故障电力设备的故障也可能导致过电压的产生。
例如，变压器的绝缘损坏、开关断路器的操作异常等都可能引起过电压。
2.3 外部故障外部故障，如电力系统接地故障、短路故障等也可能导致过电压的产生。
3. 过电压的危害过电压对电力系统和设备造成的危害是巨大的。
以下是一些主要的危害：3.1 设备损坏过电压会造成电力设备的绝缘击穿，导致设备损坏甚至报废。
这将导致电力系统的故障和停电。
3.2 数据丢失在计算机网络中，过电压可能导致网络设备的损坏，从而导致数据丢失和系统崩溃。
3.3 高压危险过电压可能引起高压设备的爆炸和火灾，对人身安全构成威胁。
4. 过电压措施为了防止过电压对电力系统和设备造成损害，需要采取一系列过电压措施。
以下是一些常用的措施：4.1 避雷器避雷器是一种常用的过电压保护装置。
它通过在电力系统中引入一个较低的电阻路径，将过电压导向地，保护设备的绝缘系统。
4.2 感应盘感应盘是一种被动型过电压保护设备。
它利用电磁感应原理，通过感应电流来减小过电压的幅值。
4.3 绝缘保护绝缘保护是通过增加设备的绝缘性能来防止过电压的产生。
例如，在变压器中使用合适的绝缘材料。
4.4 视在功率调整通过调整电力系统的视在功率，可以减小电压的幅值。
这种方法需要对电力系统进行相应的计算和分析。
5. 预防措施和维护除了采取过电压措施之外，还需要定期进行预防措施和设备维护，以确保电力系统的正常运行。
以下是一些常见的预防措施和维护工作：5.1 定期检查设备定期检查电力设备，确保其正常运行和绝缘状态良好。
浅析电力系统的过电压及其限制措施
关 键词 ： 电压 ； 击 ； 过 雷 操作 ； 障 ； 振 故 谐
０ 引 言
对 于 电力 系 统 而 言 ， 电压 主 要 是 指 系 统 内 部 电压 超 过 标 过 准 电压 值 ， 会 对 整个 系 统 的运 行 带 来 各 种 不 便 。 电力 系 统 是 它
２２ 故 障 过 电 压 ． 造成故 障过 电压发 生的 因素是 多方面 的 ，包 括 了人 为因
／ 相关 因素 ， 并采取有 效措施 及 时处理 ， 电力系 统 的高效运 行 压升高 了、 ３倍 。 对
２３ 谐 振 过 电压 ．
电力系统 中 电路参数 、 ｃ 的不利 组合产 生振荡 ， 、 ） 电容
因 素 是 多 方 面 的 ， 主 要 可 分 为 大气 过 电压 和 内 部 过 电压 ２ 但 种 ｃ上就会 由于 电荷积累而产生过 电压 。由电路 固有谐振频率 公 类 型 。前 者 是 外 部 原 因 引起 的 过 电压 ， 本 上 都 是 自然 雷 击 引 式 可 知 基 一 ： ：当电路ｅ ＝ ｐ出现 某 种 浪 涌 或 冲 击 电流 时 ， ２ ｒ／ ｒ 、 Ｃ 起 的 强 电压 ； 者 是 因 为 电力 系 统 的 开 关 故 障 等 因 素 造 成 电 力 后 形 系 统 工 作 状 态 异 常 而 出现 的 强 电 压 。 因此 ， 们 可 以从 这 ２方 频 率 的 分 量 就 会 引 起 电路 谐 振 ， 成 谐 振 过 电 压 。 我
素 、 路 因 素 、 控 因素 等 。 线 调 在 中性 不 接 地 电 力 系 统 中 ， 生 单 相 接 地 故 障 时 ， 故 障 发 非 相 的 相 电压 会 升 高 到 线 电 压 ， 而 引 起 过 电压 。Ｃ相 接 地 时 ， 从 Ｃ 相 对 地 电压 为 ０ 而 Ａ 相 对 地 电 压 为 ： ＡＵ＋（ ＝ ； ； Ｕ＝ Ａ 一 Ｂ相 对 地 电 压 为 ： （Ｕ） 。 由此 可 见 ， 故 障相 电 一 ｃ＝ 非
断路器操作过电压分析与限制措施
真空断路器操作过电压分析与限制措施一、真空断路器开断过电压简介真空断路器在开断变压器、高压电动机等感性负荷时，产生的操作过电压可分为截流过电压、三相同时开断过电压和多次重燃过电压。
1. 截流过电压是由于电流的突然截断而产生的。
当断路器开断后，由于电感中的电流不能突变，只能向负荷侧的相地及相间电容充电。
因电容值一般较小，负荷侧相地及相间将会出现较高幅值的过电压。
2. 多次重燃过电压是由于弧隙发生多次重燃，电源多次向负荷侧的电容进行充电而产生的。
因此，电容被充电时可能达到的最大电压数值要大，击穿次数越多，过电压幅值越高。
3. 三相同时开断过电压是由于断路器首先开断相弧隙重燃时，流过该弧隙的高频电流引起其余两相弧隙中的工频电流迅速过零而产生的。
真空断路器开断高压电动机时产生的操作过电压的特点为，在通常的情况下开关截流和多次重燃时，相间过电压为对地过电压的1.5倍。
而开关三相同步截流时，相间过电压为对地过电压的2倍。
因此，真空断路器开断高压电动机时产生的相间操作过电压在通常情况下是相地操作过电压的1.5～2.0倍。
真空断路器开断高压电动机时，特别是在开断启动过程中的电动机时，相间操作过电压有时可能会超过4倍的额定电压，严重危及电动机等设备的绝缘。
二、电气设备的绝缘水平国标GB311.1规定，最高电压在1kV≤U m≤252kV的范围内，电气设备的相间绝缘耐受电压与相对地绝缘耐受电压值相同。
对于在运行中的高压电动机，其相对地和相对相之间的绝缘所能承受的过电压数值，我们做一下分析。
一般电动机的一分钟工频耐压值为2U e+1。
对已运行的电动机取上述耐压值的75%，即电动机的冲击耐压值为：U S=2（2U e+1）×1.15×75%式中：1.15为电动机绝缘的操作冲击系数；U e为电动机的额定电压。
以6kV电压等级电动机为例，其相对地和相对相之间绝缘的冲击耐压水平按上式计算结果如下：U S=2（2×6+1）×1.15×75%=15.9kV三、过电压保护器应满足的条件在发电厂以及冶金、化工、煤炭、石油等行业中，为避免由于真空断路器截流产生的操作过电压，特别是相间过电压对系统的危害，过电压保护器应当满足以下条件：（1）为能有效地防止过高的操作过电压对电气设备的绝缘造成危害，过电压保护器的保护水平应低于被保护对象的电气设备的绝缘冲击耐压水平。
过电压的原因及其对策
变频器基础讲座（八）--过电压的原因及其对策一、前言变频器在调试与使用过程中经常会遇到各种各样的问题，其中过电压现象最为常见。
过电压产生后，变频器为了防止内部电路损坏，其过电压保护功能将动作，使变频器停止运行，导致设备无法正常工作。
因此必须采取措施消除过电压，防止故障的发生。
由于变频器与电机的应用场合不同，产生过电压的原因也不相同，所以应根据具体情况采取相应的对策。
二、过电压的产生与再生制动所谓变频器的过电压，是指由于种种原因造成的变频器电压超过额定电压，集中表现在变频器直流母线的直流电压上。
正常工作时，变频器直流部电压为三相全波整流后的平均值。
若以380V线电压计算，则平均直流电压Ud=1.35U线=513V。
在过电压发生时，直流母线上的储能电容将被充电，当电压上升至700V左右时，（因机型而异）变频器过电压保护动作。
造成过电压的原因主要有两种：电源过电压和再生过电压。
电源过电压是指因电源电压过高而使直流母线电压超过额定值。
而现在大部分变频器的输入电压最高可达460V，因此，电源引起的过电压极为少见。
本文主要讨论的问题是再生过电压。
产生再生过电压主要有以下原因：当大GD2（飞轮力矩）负载减速时变频器减速时间设定过短；电机受外力影响（风机、牵伸机）或位能负载（电梯、起重机）下放。
由于这些原因，使电机实际转速高于变频器的指令转速，也就是说，电机转子转速超过了同步转速，这时电机的转差率为负，转子绕组切割旋转磁场的方向与电动机状态时相反，其产生的电磁转矩为阻碍旋转方向的制动转矩。
所以电动机实际上处于发电状态，负载的动能被"再生"成为电能。
再生能量经逆变部续流二极管对变频器直流储能电容器充电，使直流母线电压上升，这就是再生过电压。
因再生过电压的过程中产生的转矩与原转矩相反，为制动转矩，因此再生过电压的过程也就是再生制动的过程。
换句话说，消除了再生能量，也就提高了制动转矩。
如果再生能量不大，因变频器与电机本身具有20%的再生制动能力，这部分电能将被变频器及电机消耗掉。
特高压电网的内部过电压及其限制措施
安装过电压监测装置是特高压电网内部过电压监测与控制的重要手段之一，对于保障电网的安全 稳定运行具有重要意义。
实时监测与控制
监测方法：采用传感器和测量设备对特高压电网内部过电压进行实时监 测 控制策略：根据监测结果，采取相应的控制措施，如调整运行方式、投 切电容器等
抑制措施：合理配置元件参数，避 免产生谐振的条件；采用消谐设备， 减少谐振发生的可能性。
雷电过电压
类型：分为直击雷过电压和 感应雷过电压
产生原因：雷击导致特高压 电网的过电压
特点：峰值高，持续时间短
对电网的影响：可能导致设 备损坏或引发继电保护装置
误动作
接地故障过电压
谐振过电压：由于电网中存 在谐振条件，引发过电压。
THANK YOU
汇报人：
避雷器的选型：根 据电网运行参数和 设备绝缘水平选择 合适的避雷器型号 和参数
避雷器的维护：定 期检查避雷器的性 能，及时更换损坏 的避雷器
安装并联电抗器
限制内部过电压：通过吸收多余的电压，降低线路中的电压水平 降低线路电流：减小电流对设备的冲击，保护设备安全 提高线路稳定性：增加线路的阻尼，减少振荡和波动 安装位置：在特高压电网的关键节点和容易出现过电压的部位进行安装
施
定期进行预防性试验
单击此处添加标题
定期进行预防性试验：通过定期对设备进行预防性试验，可以及时发现设 备的潜在问题，预防过电压的产生。
单击此处添加标题
配置保护装置：在特高压电网中配置相应的保护装置，如避雷器、过电压 保护器等，可以在过电压发生时迅速切断故障线路，防止过电压的扩大。
单击此处添加标题
优化设备设计：通过优化设备的设计，可以减少设备在运行过程中出现问 题的概率，从而降低过电压的发生率。
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浅谈过电压的产生及限制措施
摘要：过电压的产生在生活中经常发生，正确的认识它具有很重要的意义。
关键词：过电压电力系统变压器谐振
在电力系统运行中，由于种种原因，系统中的某部分电压可能升高，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，危及人身及设备的安全。
常见的过电压有如下几种：
一、电力系统中
（一）谐振过电压
电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振
荡回路,在一定的能源作用下,会产生串联谐振现象。
谐振现象是正弦稳态电路的
一种特定的工作状况，它在无线电和电工技术中得到广泛的应用，但另一方面，
在电力系统的某些元件上会出现严重的过电压，因此发生谐振时又有可能破坏系
统的正常工作。
谐振过电压分为以下几种：
1.线性谐振过电压。
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)和系统中的电
容元件所组成。
2.铁磁谐振过电压。
谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载变压器、电压互感器) 和系统的电容元件组成。
因铁芯电感元件的饱和现象，使回路的电感参数是
非线性的，这种含有非线性电感元件的回路在满足一定的谐振条件时，会产生铁
磁谐振。
3.参数谐振过电压。
由电感参数作周期性变化的电感元件(如凸极发电机的同
步电抗在Xd- Xq 间周期变化)和系统电容元件(如空载线路)组成回路，当参数配合时，通过电感的周期性变化，不断向谐振系统输送能量，造成参数谐振过电压。
限制谐振过电压的主要措施有：
1.提高开关动作的同期性。
由于许多谐振过电压是在非全相运行条件下引起的，提高开关动作的同期性，防止非全相运行，可以有效防止谐振过电压的发生。
2.在并联高压电抗器中性点加装小电抗。
3.破坏发电机产生自励磁的条件，防止参数谐振过电压。
4.在中性点非直接接地的系统中，选用激磁特性较好的电磁式电压互感器或
电容式电压互感器；在电磁式电压互感器的开口三角形线圈内（35kv 以下系统）
装设10-100 欧的阻尼电阻；在10kv及以下电压的母线上，装设中性点接地的星
形接线电容器组等。
（二）三相电不平衡造成的过电压
在三相电力系统中三相负载不对称或发生断相时，一或两相电压升高会超过
线电压，由于绝缘都是按正常工作时的额定值选定的，因此一旦出现过电压，绝
缘有可能损坏，使得系统没办法正常工作。
二、变压器的过电压
变压器运行时，如果电压超过其最大允许工作电压，称为变压器的过电压。
过电压往往对变压器的绝缘有很大的危害，甚至使绝缘击穿。
过电压分为操作过
电压和大气过电压两种。
输电线路直接遭雷击或雷云放电时，电磁场的剧烈变化
所引起的过电压称为大气过电压;当变压器或线路上的开关合闸或拉闸操作时，因系统中电磁能量振荡和积聚而产生的过电压称为操作过电压。
变压器的这两种过
电压都是作用时间短促的瞬变过程。
因此，必须采取必要的措施，防止过电压的
发生和进行有效的保护。
过电压在变压器中破坏绝缘有两种情况，一是将绕组与铁心(或油箱)之间的绝缘、高压绕组与低压绕组之间的绝缘(这些绝缘称为主绝缘)击穿;另一种是在同一
绕组内将匝与匝之间或一段绕组与另一段绕组之间的绝缘击穿。
由于过电压时间极短，电压从零上升到最大值再下降到零均在极短的时间内
完成，因而具有高频振荡的特性，其频率可达100kHz以上。
如果由于某种原因，变压器的电压幅值超过了额定电压幅值，则变压器易遭受过电压。
变压器过电压
的破坏方式有以下两种：
1.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。
2.在同一绕组内将匝与匝间或段与段间的绝缘击穿，造成匝间短路。
变压器产生过电压的原因有以下几种：
1.大气过电压。
大气过电压是输电线路直接遭受雷击或雷云放电时，电磁场
的剧烈变化所引起的。
当输电线路直接遭受雷击时，雷云所带的大量电荷(设为正
电荷)通过放电渠道落到输电线上，大量的自由电荷向输电线路的两端传播，就在
输电线上引起冲击过电压，称为雷电过电压。
雷电波由零上升到最大值这一段称
为波头，下降部分称为波尾。
在一般情况下，由于两种电容都存在，过电压时，
一部分电流由对地电容分流，故每个匝间电容流的电流不相等，靠近输电线端的
匝间电容流过的电流最大，愈往后则愈小，随着电压沿绕组高度的分布变为不均匀，起始电压分布更不均匀，靠近输电线端的前几匝间出现很大的电压梯度，因此，在靠近输电线端的前几个线匝里，匝间绝缘受到很大的威胁，这时最高匝间
电压可能高达额定电压的50-200倍。
2.操作过电压。
由于变压器或线路上的断路器合、接闸所引起的过电。
3.故障过电压。
系统中发生单相短路或间歇电弧接地而产生的过电压。
无论
哪种过电压，作用的时间都很短暂，仅为几十微秒。
操作过电压和故障过电压的
数值一般为额定相电压的2-4.5倍，而大气过电压可达额定相电压的8-12 倍。
2.5 倍以下的过电压，变压器一般是能够承受的，超过2.5 倍，无论哪种过电压都可
能损坏变压器的绝缘。
防止过电压损坏变压器的方法是：在变压器中，除了应加
强高压绕组对地的绝缘外，还应特别加强首端和末端附近两个匝间的绝缘，或者
采用静电环和静电屏使绕组的第一匝和头几匝的电压分布均匀。
对35 千伏以上
的变压器，还应尽量采用中性点接地系统来防止过电压造成损坏。
4.防护措施。
为了防止变压器绕组绝缘在过电压时被击穿，必须采取适当的
过电压保护措施，目前主要采用下列措施:
（1）避雷器保护。
在变压器的高压端装设金属氧化物避雷器，其特点是动作
灵敏，残压低，通流容量大，当雷电波从输电线侵入或者在操作过电压发生时，
避雷器动作，过电压波对地导通，这样雷电波就不会侵入变压器，从而保护了变
压器。
在国家标准GB311.1-1997《高压输配电设备的绝缘配合》中对于变压器的
绝缘水平规定为:“6kV变压器的短时(1min)工频耐受电压(有效值)为25kV，雷电冲
击耐受电压(峰值)为60kV;10kV变压器的短时(1min)工频耐受电压(有效值)为35kV，雷电冲击耐受电压(峰值)为75kV。
”
（2）加强绝缘。
除了加强变压器高压绕组对地绝缘外，针对雷电波作用的特性，还要加强首端及末端部分线匝的绝缘，以承受由于起始电压分布不均匀而出
现的较高匝间电压。
这种方法效果有限，而且加厚绝缘使散热困难，同时减少了
匝间电容，增大了匝间电压梯度。
目前只在35kV及以下的变压器中采用。
（3）增大匝间电容。
匝间电容相对于对地电容愈大时，则电压的起始分布愈均匀，电压梯度越小，因此增加匝间电容是有效的过电压保护措施。
造成变压器过电压的原因多种多样，针对不同的过电压，有不同的过电压保护措施。
在实际工作中，应进行经济上和技术上的全面研究，选择有效的过电压保护措施，确保变压器的安全稳定运行。