过电压保护 PPT
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《过电压保护》PPT课件
特点:过电压持续时间较长，频率低 . 会引起电压互感器损坏和阀型避雷器爆炸。 防止措施 :电压互感器组采用V/V接线
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8
3．操作过电压
操作过电压是指电力系统中由于操作或事 故，使设备运行状态发生改变,引起振荡， 从而产生过电压。
例: 切、合高压空载长线路 （空载变压器、 电容器、高压电动机）
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20
1.掌握继电保护基本要求。
2.掌握变压器（线路、高压电动机、电力电 容器）保护的配置及作用、保护原理。
3.掌握自动重合闸的作用、装置及要求。
4.掌握备用电源自动投入装置的作用、及基 本要求。
5.掌握变电站的操作电源（直流、交流）。
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21
第一节 继电保护任务及基本要求
雷电过电压
内部过电压
工频过电压和谐振过电压 称为暂时过电压
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4
三.雷电过电压
1． 形成： 雷电是带电荷的云所引起的放电现象。（一般情 况负电荷的雷云较多）
2. 雷云对地放电大多数要重复2-3次 第一次主放电电流最大，时间很短，只有 50-100μS 余 辉放电电流很小，时间较长。
3. 直接雷击过电压
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9
开关设备的灭弧能力特别强 引发截流过电 压。开断空载变压器和开断高压电动机都 有可能出现强制灭弧（截流）过电压。
在中性点不接地系统中发生单相不稳定电 弧接地时，可能产生过电压，一般把这种 过电压称为电弧接地过电压。
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10
第二节 直接雷击过电压保护
为防止直接雷击电力设备，一般采用避雷 针或避雷线。 一.单支避雷针的保护范围 例：某避雷针高20m，则该避雷针在8m的高 度的保护半径为（ ）
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8
3．操作过电压
操作过电压是指电力系统中由于操作或事 故，使设备运行状态发生改变,引起振荡， 从而产生过电压。
例: 切、合高压空载长线路 （空载变压器、 电容器、高压电动机）
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20
1.掌握继电保护基本要求。
2.掌握变压器（线路、高压电动机、电力电 容器）保护的配置及作用、保护原理。
3.掌握自动重合闸的作用、装置及要求。
4.掌握备用电源自动投入装置的作用、及基 本要求。
5.掌握变电站的操作电源（直流、交流）。
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21
第一节 继电保护任务及基本要求
雷电过电压
内部过电压
工频过电压和谐振过电压 称为暂时过电压
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4
三.雷电过电压
1． 形成： 雷电是带电荷的云所引起的放电现象。（一般情 况负电荷的雷云较多）
2. 雷云对地放电大多数要重复2-3次 第一次主放电电流最大，时间很短，只有 50-100μS 余 辉放电电流很小，时间较长。
3. 直接雷击过电压
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9
开关设备的灭弧能力特别强 引发截流过电 压。开断空载变压器和开断高压电动机都 有可能出现强制灭弧（截流）过电压。
在中性点不接地系统中发生单相不稳定电 弧接地时，可能产生过电压，一般把这种 过电压称为电弧接地过电压。
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10
第二节 直接雷击过电压保护
为防止直接雷击电力设备，一般采用避雷 针或避雷线。 一.单支避雷针的保护范围 例：某避雷针高20m，则该避雷针在8m的高 度的保护半径为（ ）
建筑电气课件过电压保护与防雷演示文稿
2）雷击架空线路导线产生的直击雷过电压，可
按式（13-2-2）确定
Us≈100I
（13-2-2）
式中Us——雷击点过电压最大值，kV。
雷直击导线形成的过电压易导致线路绝缘闪络。
架设避雷线可有效地减少雷直击导线的概率。
3）因雷击架空线路避雷线、杆顶形成作用于线
路绝缘的雷电反击过电压，与雷电参数、杆塔型式
13.2.1.5小容量变电所雷电侵入波过电压的简易 保护（略）
13.2.1.6配电系统的雷电过电压保护 （1）3~10kV配电系统中的配电变压器应装设阀 式避雷器保护。阀式避雷器应尽量靠近变压器装设 ，其接地线应与变压器低压侧中性点（中性点不接
地时则为中性点的击穿保险器的接地端）以及金 属外壳等连在一起接地。
110kV及以下电力系统的工频过电压一般不超过 下列数值：
110kV
1.3p.u.
35-66 kV
3 p.u.
3-6 kV
1.1 3 p.u.
13.1.3.2操作过电压的允许水平
目前，在选择配电装置及电气绝缘水平时，计算
用操作过电压水平如下：
相对地：110kV（直接接地系统） 3.0p.u. 66kV及以下（除低电阻接地系统外的非直接接 地系统） 4.0p.u. 35kV及以下（低电阻接地系统） 3.2p.u. 相间：3~110kV相间操作过电压取相对地过电压 的1.5倍。
置的架构或房项上，但在土壤电阻率大于1000Ω·m 的地区，宜装设独立避雷针。否则，应通过验算， 采取降低接地电阻或加强绝缘等措施。
66kV的配电装置，允许将避雷针装在配电装置的 架构或房顶上，但在土壤电阻率大于500Ω·m的地 区，宜装设独立避雷针。
35kV及以下高压配电装置架构或房顶不宜装避雷 针。
过电压保护ppt课件
想； 间隙动作后会形成截波； 熄弧能力低
3.阀式避雷器 (1).普通型阀式避雷器
a.结构与元件的作用：
火花间隙：
作用原理：
根据火花间隙的结构，使间隙的放电时间 缩短，由于其伏秒特性曲线平缓，放电分散性 也较小，由于火花间隙由若干个小间隙组合串 联，易于切断工频续流，且不易重燃。
具有分路电阻的火花间隙：
1.保护间隙
作用原理： 当雷电侵入波要危及它所
保护的电气设备的绝缘时， 间隙首先击穿，工作母线 接地，避免了被保护设备 上的电压升高，从而保 护了设备。
6KV和10KV保护间隙，主间隙分别不小于15mm和25mm 辅助间隙不小于10mm。
优缺点：
优点： 结构简单、制造方便 缺点： 伏秒特性曲线比较陡，绝缘配合不理
优缺点
熄弧能力比保护间隙要强，但伏秒特 性较陡且放电分散性大，且会形成截波， 并受大气条件影响较大，所只用在线路 保护和变电所进线段保护
5.金属氧化物（氧化锌）避雷器
(1)、工作原理
正常运行时，在工频电压下氧化物 电阻片具有极高阻值，呈绝缘状态；当 出现过电压时，阀片呈低阻状态，泄放 电流，避雷器两端维持较低的残压，保 护电气设备不受损坏。过电压过后，立 即恢复高电阻值，继续保持绝缘。金属 氧化物避雷器不需要设置火花间隙，也 不需要进行灭弧。
第二节 直接雷击过电压
一.避雷针和避雷线
1.保护作用的原理
能使雷云电场发生突变，使雷电先导的发展沿 着避雷针的方向发展，直击于其上，雷电流通 过避雷针（线）及接地装置泄入大地而防止避 雷针（线）周围的设备受到雷击
独立避雷针
构架避雷针
消雷器
2.保护范围
(1).单支避雷针
hx
h 2
3.阀式避雷器 (1).普通型阀式避雷器
a.结构与元件的作用：
火花间隙：
作用原理：
根据火花间隙的结构，使间隙的放电时间 缩短，由于其伏秒特性曲线平缓，放电分散性 也较小，由于火花间隙由若干个小间隙组合串 联，易于切断工频续流，且不易重燃。
具有分路电阻的火花间隙：
1.保护间隙
作用原理： 当雷电侵入波要危及它所
保护的电气设备的绝缘时， 间隙首先击穿，工作母线 接地，避免了被保护设备 上的电压升高，从而保 护了设备。
6KV和10KV保护间隙，主间隙分别不小于15mm和25mm 辅助间隙不小于10mm。
优缺点：
优点： 结构简单、制造方便 缺点： 伏秒特性曲线比较陡，绝缘配合不理
优缺点
熄弧能力比保护间隙要强，但伏秒特 性较陡且放电分散性大，且会形成截波， 并受大气条件影响较大，所只用在线路 保护和变电所进线段保护
5.金属氧化物（氧化锌）避雷器
(1)、工作原理
正常运行时，在工频电压下氧化物 电阻片具有极高阻值，呈绝缘状态；当 出现过电压时，阀片呈低阻状态，泄放 电流，避雷器两端维持较低的残压，保 护电气设备不受损坏。过电压过后，立 即恢复高电阻值，继续保持绝缘。金属 氧化物避雷器不需要设置火花间隙，也 不需要进行灭弧。
第二节 直接雷击过电压
一.避雷针和避雷线
1.保护作用的原理
能使雷云电场发生突变，使雷电先导的发展沿 着避雷针的方向发展，直击于其上，雷电流通 过避雷针（线）及接地装置泄入大地而防止避 雷针（线）周围的设备受到雷击
独立避雷针
构架避雷针
消雷器
2.保护范围
(1).单支避雷针
hx
h 2
过电压保护
二、过电压的分类 直接雷击过电压 雷电反击过电压 雷电过电压 感应雷过电压 雷侵入波过电压 过电压 工频过电压 谐振过电压 内部过电压 操作过电压
线性谐振 非线性谐振 参数谐振 切、合空载长线路
切、合空载变压器
开断感应电动机 开断关联电容器 弧光接地
三、雷电过电压
1、雷电放电 雷电放电是雷云所引起 的放电现象。如果放电时 附近没有带异号电荷的其 他雷云，这时雷云就会对 地放电，特别是对地面上 的高大树木或建筑物放电。
例如：切除空载线路过电压 （断路器灭弧很强，截流过电压）
在电流波形瞬时值未达到零点之前， 就强行将电流截断，如果分断的又是电 感性负载，如高压电动机、变压器等设 备，则有可能发生截流过电压。因为电 流的突然变化，电感性负载设备磁路中 磁通量跟着发生突变，根据电磁感应原 理，将会产生很高的感应电动势，从而 发生过电压。
例如：切除空载线路过电压（断路器灭弧不
够强时）
切空线操作是常见的一种操作，如检修线路断路器触 头分离后，电弧熄灭，但触头间恢复电压上升速度超过了 介质强度的恢复速度，电弧就可能发生重燃，在线路上出 现过电压。如果断路器灭弧能力越差，重燃概率越大，过 电压幅值就越高（3倍以上）且持续时间很长（0.5－1个周 期）。因此220kV及以下系统绝缘水平考虑过电压时，主要 以切空线过电压为依据。
3.阀式避雷器 (1).普通型阀式避雷器
a.结构与元件的作用：
火花间隙：
作用原理：
根据火花间隙的结构，使间隙的放电时间 缩短，由于其伏秒特性曲线平缓，放电分散性 也较小，由于火花间隙由若干个小间隙组合串 联，易于切断工频续流，且不易重燃。
具有分路电阻的火花间隙：
为什么要在间隙两端并联电阻：
2006年水电励磁会议专题：《大型发电机组灭磁及过电压保护技术之六.ppt》(黄冬华)
5.3
结论
随着交流电压灭磁理论的提出、论证， 随着交流电压灭磁理论的提出、论证，以 及经过实验室、现场的试验， 及经过实验室、现场的试验，验证了交流电压 灭磁技术理论的可行性； 灭磁技术理论的可行性；证明在大型同步发电 机自并励系统中运用交流电压灭磁技术， 机自并励系统中运用交流电压灭磁技术，各种 工况下都可以使非线性灭磁电阻可靠灭磁； 工况下都可以使非线性灭磁电阻可靠灭磁；交 流电压灭磁解决了大型同步发电机自并励系统 灭磁的技术难题； 灭磁的技术难题；同时利用交流电压灭磁技术 可以降低开关的技术要求，减少开关的造价。 可以降低开关的技术要求，减少开关的造价。
图4U1:转子电压 U0:励磁电压 I1:灭磁电流 I2:励磁电流
试验工况二：（试验波形见下图）励磁电流为932A,阳极 电压为1000V。灭磁电阻灭磁时开关弧压只有200V，开关 跳开时只听到轻微声响,后检察开关触头未发现烧损现象。 U1:转子电压 U0:励磁电压 I1:灭磁电流 I2:励磁电流
大型发电机组灭磁及过电压保护技术 (6)
合肥凯立控制技术有限公司 报告人： 报告人：黄华
5.2:白山电厂现场试验 白山电厂现场试验
2000年5月15日,由东北电管局、白山电 厂、葛洲坝电厂、凯立公司等单位参加, 在白山电厂300MW2＃机组进行了交流电 压灭磁现场试验。 试验工况一（试验波形图见下图）：励 磁电流为200A,阳极电压为247V。灭磁电 阻灭磁时开关弧压为1173V。
《电力系统过电压》课件
设备绝缘损坏
设备损坏
过电压可能导致设备绝缘层击穿，引 发短路或设备故障。
过高的过电压可能导致设备直接损坏 ，造成经济损失。
设备性能下降
过电压可能使设备性能参数发生变化 ，导致设备运行不稳定。
对系统的危害
系统稳定性受影响
过电压可能引起系统电压波动， 影响电力系统的稳定运行。
设备连锁跳闸
过电压可能导致连锁跳闸，影响整 个系统的供电可靠性。
案例二：某变电站操作过电压事故
总结词
操作过电压事故
案例分析
操作人员未按照规程进行操作 ，导致断路器断口电容放电， 产生过电压。
详细描述
某变电站在进行倒闸操作时， 因操作不当引发过电压事故。
解决方案
加强操作人员的培训和管理， 确保严格按照规程进行操作，
并定期检查和维护设备。
案例三：某输电线路内部过电压事故
调度管理
合理调度和管理电力系统的运行，避免因操作不当或调度失误引 起的过电压问题。
人员培训
培训计划
制定详细的培训计划，对电力系统的工作人员进行定期培训，提高 他们的技能和知识水平。
培训内容
培训内容应包括电力系统的基本知识、过电压的危害及预防措施、 应急处理等方面的知识和技能。
培训效果评估
对培训效果进行评估，及时发现并改进培训中的不足之处，确保工作 人员具备足够的技能和知识来应对过电压问题。
继电保护
02
继电保护是电力系统中的重要组成部分，当系统出现异常时，
继电保护能够迅速切断故障部分，防止过电压的扩大。
系统监控
03
通过实时监测系统的运行状态，可以及时发现和解决潜在的问
题，从而避免过电压的发生。
04
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。
高电压技术14过电压概论课件.ppt
一、内部过电压的分类
内部过电压的定义
电力系统中由于断路器操作、故障发生及消失或 其他原因，使系统参数发生变化，引起电网内部 电磁能量转化或传递所造成的电压升高
导线的折断
通过电容的静电耦合和
非线性电感（磁饱和 现象）满足谐振的条 件
互感的电磁耦合，在相 邻送电线路之间或变压 器绕组之间
高电压技术14过电压概论课件
采取必要措施将操作过电压限制在规定水平以下
➢ 线路上装设并联电抗器，限制工频电升高 ➢ 改进断路器性能，采用带有并联电阻的断路器 ➢ 采用金属氧化物避雷器限制操作过电压
高电压技术14过电压概论课件
五、内部过电压案例 -----切空线操作过电压
原因是分闸过程中触头间电弧重燃现象所引起的
过电压产生原理
工频过电压的分类
空载长线路的电容效应
当首端的输入阻抗为容性，计及 电源内阻抗的影响(感性)时，不仅 使线路末端电压高于首端，而且 使线路首、末端电压高于电源电 动势
不对称接地故障
以单相接地故障最为常见，且引起 的工频电压升高也最严重
负荷突变
断路器跳闸前输送负荷的大小、 空载长线路的电容效应、 发电机励磁系统及电压调整器的 特性、原动机调速器及制动设备 的惰性
断线后非全相运行，可能组成多种串联谐振回路 ，回路中的电感可以是电网中空载或轻载运行的 负载变压器的励磁电感以及消弧线圈的电感，回 路中的电容可以是导线对地和相间的部分电容， 电感线圈对地杂散电容
高电压技术14过电压概论课件
➢ 电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压
电网出现某些扰动，如电压互感器的突然合闸 、瞬间单相弧光接地使健全相电压突升至线电 压、故障相接地消失时可能有电压的突然上升 ，在这些暂态中的涌流使电压互感器三相电感 饱和，且饱和程度不同，电网三相对地阻抗明 显不同，此时与设备电容或对地电容构成谐振 回路，可能激发起各种谐波谐振
内部过电压的定义
电力系统中由于断路器操作、故障发生及消失或 其他原因，使系统参数发生变化，引起电网内部 电磁能量转化或传递所造成的电压升高
导线的折断
通过电容的静电耦合和
非线性电感（磁饱和 现象）满足谐振的条 件
互感的电磁耦合，在相 邻送电线路之间或变压 器绕组之间
高电压技术14过电压概论课件
采取必要措施将操作过电压限制在规定水平以下
➢ 线路上装设并联电抗器，限制工频电升高 ➢ 改进断路器性能，采用带有并联电阻的断路器 ➢ 采用金属氧化物避雷器限制操作过电压
高电压技术14过电压概论课件
五、内部过电压案例 -----切空线操作过电压
原因是分闸过程中触头间电弧重燃现象所引起的
过电压产生原理
工频过电压的分类
空载长线路的电容效应
当首端的输入阻抗为容性，计及 电源内阻抗的影响(感性)时，不仅 使线路末端电压高于首端，而且 使线路首、末端电压高于电源电 动势
不对称接地故障
以单相接地故障最为常见，且引起 的工频电压升高也最严重
负荷突变
断路器跳闸前输送负荷的大小、 空载长线路的电容效应、 发电机励磁系统及电压调整器的 特性、原动机调速器及制动设备 的惰性
断线后非全相运行，可能组成多种串联谐振回路 ，回路中的电感可以是电网中空载或轻载运行的 负载变压器的励磁电感以及消弧线圈的电感，回 路中的电容可以是导线对地和相间的部分电容， 电感线圈对地杂散电容
高电压技术14过电压概论课件
➢ 电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压
电网出现某些扰动，如电压互感器的突然合闸 、瞬间单相弧光接地使健全相电压突升至线电 压、故障相接地消失时可能有电压的突然上升 ，在这些暂态中的涌流使电压互感器三相电感 饱和，且饱和程度不同，电网三相对地阻抗明 显不同，此时与设备电容或对地电容构成谐振 回路，可能激发起各种谐波谐振
发电机灭磁及过电压保护介绍NR模板ppt课件
灭磁耗能方式
7
• 线性电阻耗能方式
考虑阻尼绕组后，发电机空载额定电压按灭磁 回路时间常数和阻尼绕组回路时间常数之和指数衰 减，时间较长。
控制灭磁过程中磁场绕组过电压，近年来趋向
取较小的灭磁电阻值，从灭磁电阻R为5倍磁场电阻r， 减小到R=(1～３)r。
线性电阻不能直接与转子并联，必须配备常闭 灭磁主触头或电子触发的跨接器，在灭磁时，常闭 灭磁主触头闭合或跨接器导通，线性电阻接入灭磁 回路。
灭磁主要任务及要件
3
• 灭磁速度评价
（a）发电机电压衰减的时间常数TED； （b）也有用灭磁等值时间TEQ表示：
T EQ
1
Ia0
i
0
a
dt
T EQ
1
Va0
v
0
a
dt
式中Ia 为发电机灭磁时的静子电流，即电弧中流 过的电流，iao为其超始电流。 Va为灭磁时的电机电势，它与ia成正比。 （c）从开始灭磁到发电机静子电压小于维持电
在水轮发电机上非线性电阻特别是ZnO非线性灭
磁电阻，除作为灭磁电阻外，还兼作转子过电压保 护，因此，应用广泛
采 用 PP管 及 配 件： 根据给 水设计 图配置 好PP管 及配件 ，用管 件在管 材垂直 角切断 管材， 边剪边 旋转， 以保证 切口面 的圆度 ，保持 熔接部 位干净 无污物
灭磁耗能方式
采 用 PP管 及 配 件： 根据给 水设计 图配置 好PP管 及配件 ，用管 件在管 材垂直 角切断 管材， 边剪边 旋转， 以保证 切口面 的圆度 ，保持 熔接部 位干净 无污物
报告内容
15
– 灭磁主要任务及要件 – 灭磁耗能方式 – 灭磁开关及移能方式 – 灭磁装置设计 – 转子过电压保护 – 轴电压抑制介绍
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
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
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第三节
雷电侵入波防护
• 具体措施： • 对于3kV~ 10kV配电装置其进线防雷保护和母 线防雷保护的接线方式： • 35kV~110kV架空线路，如果未沿全线架设避雷 线，则应在变电所1km~2km的进线段架设避雷 线，其保护角不宜超过200，最大不应超过300。 • 35kV~110kV线路如果有电缆进线段，在电缆与 架空线的连接处应装设阀型避雷器，其接地端 应与电缆的金属外皮连接。
第三节
雷电侵入波防护
四、配电变压器防雷保护 • 3kV~10kV配电变压器装设阀式避雷器保 护。 • 35kV/0.4kV配电变压器其高低压侧均应 装设阀式避雷器保护，以防止低压侧雷 电侵入波击穿高压侧绝缘。
第四节
过电压保护设备
一、保护间隙 • 是由两个金属电极构成的较简单的防雷 设备。固定在绝缘子上的电极一端和带 电部分相连，另一个电极则通过辅助间 隙与接地装置相连接，辅助间隙的作用， 主要是防止主间隙因鸟类、树枝等造成 短路时，不致引起线路接地。 • 按结构的不同分为棒型、球型、角型等。
第五章 过电压保护
第一节
过电压概述
• 过电压及其危害 • 电力系统中这种危及绝缘的电压升高称 为过电压。 • 危害：雷击会造成人员伤亡；会造成电 力线路或电气设备绝缘损坏，中断供电， 甚至引起火灾；由于操作不当引起的内 部过电压会引起电气设备绝缘击穿损坏， 造成电力系统的极大破坏。
雷电 过电压
第一节
• 四、内部过电压
过电压概述
第一节
过电压概述
• 工频过电压的特点是持续时间可能较长， 但工频过电压数值并不很大，对电力系 统的正常绝缘危险不大。但是，如果在 发生其他内部过电压的时候，又存在工 频过电压，则过电压更为严重。
第一节
过电压概述
• 3、操作过电压：是指电力系统中由于操 作或事故，使设备运行状态发生改变， 而引起相关设备电容、电感上的电场、 磁场能量相互转换，这种电、磁能量的 相互转换可能引起振荡，从而产生过电 压。
第一节
过电压概述
• 3、直接雷击过电压：雷云直接对电气设备或 电力线路放电，雷电流流过这些设备时，在雷 电流流通路径的阻抗上产生冲击电压，引起过 电压。 • 4、雷电反击过电压：雷云对电力架空线路的 杆塔顶部放电，或者雷云对电力架空线路杆塔 顶部的避雷线放电，这是雷电流经杆塔入地。 雷电流流经杆塔入地时，在杆塔阻抗和接地装 置阻抗上存在电压降。因此，杆塔顶部出现高 电位，这个高电位作用于线路的导线绝缘子上， 如果电压足够高，有可能产生击穿，对导线放 电，称为雷电反击过电压。
第二节
直接雷击过电压保护
• 为了防止直接雷击电力设备，一般采用 避雷针或避雷线。防止直接雷击高压架 空线路，一般多用架空避雷线。
• 一、单支避雷针的保护范围
第二节
直接雷击过电压保护
第二节
直接雷击过电压保护
• 二、两支等高避雷针的保护范围
第二节
直接雷击过电压保护
• 多支避雷针的保护范围 • 3支等高避雷针的保护范围 • 4支及以上等高避雷针的、感应雷过电压：是指电气设备的附近不远 处发生闪电，虽然雷电没有直接击中线路，但 在导线上会感应出大量的和雷云极性相反的束 缚电荷，形成雷电过电压。 • 6、雷电侵入波：因直接雷击或感应雷击在输 电线路导线中形成迅速流动的电荷称为雷电进 行波。雷电进行波对其前进道路上的电气设备 构成威胁，因此也称为雷电入侵波。
第三节
雷电侵入波防护
二、变电所母线防雷保护 • 3kV~10kV变电所应在每组母线和架空进 线上都装设阀型避雷器。35kV及以上变 电所具有架空进线的每组母线上都必须 装设避雷器。避雷器与主变压器及其他 被保护电气设备的电气距离应不超过有 关规程的要求。
第三节
雷电侵入波防护
三、变压器中性点防雷保护 • 中性点直接接地系统中，中性点不接地的变压 器，如变压器中性点的绝缘按线电压设计，但 变电所为单进线且为单台变压器运行，则中性 点应装设防雷保护装置；如变压器中性点绝缘 没有按线电压设计，则无论进线多少，均应装 设防雷保护装置。 • 中性点小接地电流系统中的变压器，一般不装 设中性点防雷保护装置；但多雷区单进线变电 所宜装设保护装置；中性点接有消弧线圈的变 压器，如有单进线运行可能，也应在中性点装 设保护装置。
第四节
过电压保护设备
3、金属氧化物避雷器 • 主要工作元件为金属氧化物非线性电阻 片。 （1）金属氧化物避雷器工作原理 （2）金属氧化物避雷器使用电压
•本章作业 •P185 1.2.4.5.6.10
第四节
过电压保护设备
二、阀型避雷器 1、普通阀型避雷器 • 是指碳化硅阀式避雷器 （1）结构及工作原理 • 主要由若干火花间隙和金刚砂阀性电阻 盘串联组成。 （2）型号及用途
第四节
过电压保护设备
• 2、磁吹阀型避雷器 • 是由间隙和阀片串联组成，但是间隙的 结构形状与普通阀型避雷器不同，而且 增加磁吹部分使电弧在磁场作用下被拉 长，得到更好的去游离，使电弧易于熄 灭。 • 国产的磁吹避雷器结构形式分为电弧拉 长式和电弧旋转式。
过 电 压
内部 过电压
直接雷击过电压 雷电反击过电压 感应雷过电压 雷电侵入波过电压 工频过电压 谐振过电压 线性谐振过电压 非线性谐振过电压 参数谐振过电压 操作过电压 切合空载长线路过电压 切合空载变压器过电压 开断感应电动机过电压 开断并联电容器过电压 弧光接地过电压
第一节
过电压概述
• 三、雷电过电压 • 1、雷云的形成：雷电是带电荷的云引起 的放电现象。
第二节
直接雷击过电压保护
• 四、单根避雷线的保护范围
第二节
直接雷击过电压保护
• 五、两根避雷线的保护范围： • 两避雷线的外侧保护范围，按单根避雷 线的计算方法确定。 • 避雷线间的保护计算方法
第三节
雷电侵入波防护
一、变电所进线段保护 • 目的：是防止进入变电所的架空线路在 近区遭受直接雷击，并对由远方输入的 雷电侵入波通过避雷器或电缆线路，串 联电抗器等将其过电压数值限制到一个 对电气设备没有危险的较小数值。