配电网的操作过电压与故障过电压
操作过电压
规避措施
空载线路合闸和重合闸操作过电压
空载线路合闸时，由于线路电感-容的振荡将产生合闸过电压。线路重合时，由于电源电势较高以及线路上残 余电荷的存在，加剧了这一电磁振荡过程，使过电压进一步提高。因此断路器应安装合闸电阻，以有效地降低合 闸及重合闸过电压。
应按电网预测条件，求出空载线路合闸、单相重合闸和成功、非成功的三相重合闸（如运行中使用时）的过 电压分布，求出包括线路受端的相对地及相间统计操作过电压。
操作过电压
是内部过电压中的一类
01பைடு நூலகம்基本信息
03 常见电压 05 规避措施
目录
02 产生原因 04 特点
操作过电压是在电力系统中由于操作所引起的一类过电压。产生操作过电压的原因是在电力系统中存在储能 元件的电感与电容，当正常操作或故障时，电路状态发生了改变，由此引起了振荡的过渡过程，这样就有可能在 系统中出现超过正常工作电压的过电压。
基本信息
操作过电压是在电力系统中由于操作所引起的一类过电压。这里所称的操作，包括正常的操作如空载线路的 合闸与分闸等，还包括非正常的故障，如线路通过间歇性电弧接地。操作过电压是内部过电压中的一类。
产生原因
产生操作过电压的原因是：在电力系统中存在储能元件的电感与电容，当正常操作或故障时，电路状态发生 了改变，由此引起了振荡的过渡过程，这样就有可能在系统中出现超过正常工作电压的过电压，这就是操作过电 压。在振荡的过渡过程中，电感的磁场能量与电容的电场能量互相转换。在某一瞬间储存于电感中的磁场能量会 转变为电容中的电场能量，由此在系统中就出现数倍于系统电压的操作过电压。
(2)由于电感中磁场能量与电容中电场能量都来源于系统本身，所以操作过电压幅值与系统相电压幅值有一定 倍数关系。我国有关规程中规定选择绝缘时的计算用操作过电压大小如表所示。
操作过电压
3、消弧线圈的基本作用：
① 补偿流过故障点的短路电流，使电弧能自行熄灭，系统自行恢 复到正常工作状态。
② 降低故障相上的恢复电压上升的速度，减小电弧重燃的可能性。
8
高电压工程基础
9.3 空载变压器分闸过电压
受多种因素影响的缘故。
13
2、影响过电压的因素
（1）断路器的性能 随着断路器制造质量的提高，断路器已能做到基本上不重燃，使
得这类过电压降到了次要的位置。
（2）中性点接地方式 中性点非直接接地电网中，三相断路器分闸不同期会构成瞬间的
不对称电路，使中性点产生位移，相间的耦合，使过电压增高。
（3）损耗 电晕要消耗能量，电源及线路损耗使过电压降低。
空载压器过电压产生影响。
10
3、限制过电压的措施
切断空载变压器过电压的特点是：幅值高、频率高，但持续时间 短、能量小。
只要在变压器任一侧装上普通阀式避雷器就可以有效限制这种过 电压。计算表明：普通阀型避雷在雷电过电压下动作后所吸收的能量， 要比变压器线圈中贮藏的能量大一个数量级。实际运行中也未发现因 切空载变压器而引起避雷器损坏的情况。由于这种避雷器安装的目的 是用来限制切除空载变压器过电压的，所以在非雷雨季节也不应退出 运行。
（4）其它 若母线上有很多出线时，过电压降低。此外，当线路装有电磁式
电压互感器时，将泄放线路上的残余电荷，降低了过电压。
14
3、 限制过电压的措施
（1）采用不重燃断路器
（2）在断路器装设分闸电阻 切除线路时，先打开主触头，R 上的压降就是主触头两端的恢复
电压。经过一段时间后，辅助触头才打开，此时它的恢复电压也较低， 不会发生电弧的重燃，即使发生重燃，R 的阻尼使过电压降低。
操作过电压产生的不同原因及限制措施
操作过电压产生的不同原因及限制措施作者：杨亮亮来源：《硅谷》2015年第04期摘要操作过电压是电力设备内部产生的电压，由于电力设备的运行状态发生改变，系统中的就会发生一系列的电磁振荡出现了高于系统正常运行时的电压幅值，而这个值远大于设备设计的额定绝缘水平，这样就会给设备的绝缘带来危害，从而影响电力系统的安全稳定运行。
为保障电力系统的安全性与稳定性必须综合考虑过电压的产生原因、种类及其相应的限制措施，从而最大限度的减少过电压造成的危害，为电力系统正常运行提供可靠保障。
关键词操作过电压；空载；电力系统中图分类号：TM531 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）04-0251-01电力系统要适应经济的进步就要不断的改革创新，电力改革的成功与否直接关系着国民经济的发展，甚至可以说电力建设是国家经济发展的命脉，为经济的发展提供可靠地保障。
操作过电压是系统发生改变时必然会产生的问题，它的产生会对电力设备绝缘造成危害，影响整个电力系统的正常运行，妨碍经济的正常发展。
要保障电力系统的安全性与稳定性必须针对工作中过电压产生的具体事例进行分析，总结发生原因并找到相应的限制措施，从而将危害降到最低，使电力系统稳定运行为经济建设保驾护航。
1 操作过电压产生的原因电力系统的大多数设备都是储能的元件，当系统内开关或者系统出现突发事故时，储存在电感中的磁能和储存在电容中的静电场能量发生了转换过渡的振荡过程，系统从一种稳定状态变为另一种稳定状态，产生了高于系统本身的电压形成了操作过电压。
2 操作过电压常见的种类2.1 电弧接地过电压当中性点不接地系统单相接地时，故障点流过数值不大的接地电容电流，当电压等级提高时接地电流也随之增加，当电流过大时产生的电弧可能出现时燃灭的不稳定状态，引起电网运行的瞬间变化，进而导致电磁能量振荡产生过电压也就是电弧接地过电压。
2.2 切除空载线路过电压切除空载线路过电压是系统常见的操作过电压之一，当断路器最初分闸时，断路器触头间的恢复电压上升速度大于介质绝缘恢复速度，这样会导致电弧重燃，而一旦电弧发生重燃系统就会发生电磁振荡最终出现幅值较大的过电压。
变电站及用户常见的操作过电压、谐振过电压及防止操作过电压和谐振过电压措施
Ijd IB cos300 IC sin 300 2 3UxgC0 cos300 3C0Uxg （8–1）
图8–1 单相接地电路图及相量图 （a）电路图 ；（b）相量图
形成电网中有直流电压分量 q 3C0Uxg Uxg 。所以断弧后，
3C0
3C0
导线对地稳态电压由各自电源电势和直流电压-Uxg叠加组成。
断弧后瞬间，B、C相的电源电势为-0.5Uxg，叠加结果为
-1.5Uxg；A 相电源电势为Uxg，叠加结果为零。因此，断弧
后瞬间，各相电压初始值与瞬间稳态值相等，不会引起过渡
—
20
0.06
—
35
0.10
0.12
60
—
0.20
由表8–1可知，当一个10kV电网的架空线路总长度不超过 1000km，一个35kV电网的架空线路总长不超过100km，它们的 单相接地电流 Ijd 将分别不超过30A和10A。运行经验 证明，此时
由于电动力和热空气的作用，接地电弧被拉长，一般能够在
Um
电压大为减缓，从而有利
1.5 8
于接地残流电弧的熄灭。 但实际测量证明，接地残
4
1.0
3 2
流电弧远不是在电流第一
0.5
次通过零点时就熄灭的，
1
0 d
有时电弧可存在几秒钟之
0
1
2
3
4 dt
久。这是因为熄弧后经过
半个迫振周期
0
，由于
图8–5 在不同比值v/d 时恢复电压的包络线
恢复电压幅值达到最大（接近 2Um），而往往再度发生击穿，
简述过电压的概念
过电压的概念什么是过电压？过电压是指电力系统中出现的超过额定电压的瞬时电压波动。
它是指短时间内电压突然升高，超出了电力设备所能承受的标准电压值，导致电力系统中电流过大，对设备和线路造成潜在危害的现象。
过电压的产生原因过电压主要由以下原因引起： 1. 雷电击中高压输电线路或设备：当雷电击中高压输电线路或设备时，电力系统的电压会瞬间发生剧烈的变化，导致过电压的出现。
2. 设备故障：电力系统中的设备故障，如绝缘损坏、短路等，可能导致电流突然增大，引发过电压。
3. 突然断电和恢复电力：当电力系统发生突然断电后，重新恢复供电时，电压会瞬间增加，可能导致过电压的产生。
4. 改变电力系统结构：电力系统的结构变动，如开关操作、切换操作等，都有可能引起过电压。
过电压的分类根据过电压的源头和形态，过电压可分为不同的类型： 1. 大气过电压：即雷电过电压，是由雷电击打导致的，是最常见的一种过电压。
雷电的电磁辐射和电磁感应作用会引起电压的剧烈变化，从而产生高电压。
2. 操作过电压：即由电力系统开关操作引起的过电压。
在开关操作时，电压会出现突变，可能产生过电压。
3. 暂态过电压：由电力设备故障、突然断电和电力系统结构改变等引起的短暂电压升高。
过电压对设备的影响过电压对电力设备和线路有很大的危害，可能导致以下问题： 1. 设备绝缘损坏：过电压会使设备绝缘受损，加速绝缘老化，降低设备的绝缘性能，可能导致设备短路、跳闸等故障。
2. 设备烧毁：过电压过大时，设备无法承受电压的冲击，可能导致设备烧毁，严重影响设备的使用寿命。
3. 数据丢失：过电压可能导致设备失效，造成数据丢失，对数据中心等关键设备造成严重影响。
4. 系统中断：过电压可能引发电力系统的短路、跳闸等问题，导致系统中断，影响正常的供电。
过电压保护措施为了保护设备和线路，防止过电压产生的损害，需要采取一些过电压保护措施： 1. 避雷器安装：在建筑物、设备和电力线路上都需要安装避雷器，以吸收雷电的过电压，保护设备和线路的安全。
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
5.1 间歇性电弧的产生
I 2 I3 3CU ph I 3I 2 3CU ph
产生过电压的机理
Ijd 有两个分量：工频电流（强制）分量和高 频电流（自由）分量
通常认为，油中电弧可能在过渡过程中高频 过零熄弧，空气中的开放电弧大多在工频电 流过零时熄弧，前者称为高频熄弧理论，过 电压值较高，后者称为工频熄弧理论，过电 压值较低
与工频电压升高和谐振过电压相比：
过电压幅值高 强阻尼、高振荡性 持续时间短
由于操作过电压的能量来源于系统本身，故其 幅值与额定电压大致有一定倍数关系，通常以 系统最高运行相电压的幅值Uphm作为基值来计 算过电压倍数Kn
1.2 操作过电压的特点
操作过电压的幅值，持续时间与电网结构参 数，断路器性能，系统接线，操作类型等因 素有关，其中很多因素具有随机性，因此过 电压幅值持续时间也具有统计性
1.6 限制操作过电压措施
线路上装设并联电抗器，限制工频电压升高 改进断路器性能，采用带有并联电阻的断路器 采用氧化锌避雷器限制过电压
1.7 研究操作过电压方法
理论分析和数值计算 模拟试验、现场测试、运行纪录，暂态网络分析仪
（TNA）、数字模拟混合实时仿真系统以及先进的 仪器仪表 本课程主要介绍几种典型的操作过电压形成的原理 ，影响因素及主要防护措施
过电压倍数
4.0
3.5 3.0 2.75 2.0或2.2
1.5 规程规定选择绝缘时 计算用操作过电压倍数
相间绝缘
35~220kV 的 相 间 操作 过 电 压可 取 相 对地 的 1.3~1.4倍
330kV 的 相 间 操 作 过 电 压 可 取 相 对 地 的 1.4~1.45倍
500kV的相间操作过电压可取相对地的1.5倍
供配电系统过电压的危害及防范措施
供配电系统过电压的危害及防范措施摘要：供配电系统作为电力系统中的重要组成部分，其日常运行过程中，经常会受到内外部的电压的袭击，进而导致供配电系统出现过电压现象。
过电压现象通常都是瞬时的，但是会对电器产生严重损害。
偶尔一次的过电压，对电器设备的损害较小，但是会损害电器的绝缘设备，这样供配电系统就无法承受下一次的过电压现象。
因此，文章重点就供配电系统过电压的危害及防范措施展开分析。
关键词：供配电系统；过电压；危害；防范措施供配电系统由变压器、电动机、电缆和断路器组成。
在日常工作中，这些设备会受到各种因素的影响，导致电气设备出现过电压现象，为了更好的保证电气设备和保护装置的安全运行，一定要了解过电压的原因，这样才能采取有效的预防措施。
1供配电系统过电压现象分析1.1雷电过电压雷电过电压是由直接雷电或感应活动在云层中引起的，所以又称外部过电压或大气过电压，室外配电装置总变电站和总变电站引入的外部架空线路都可能遭受直接雷电，国内实际监测结果表明，对于电缆线路、变电站和涉及的电气设备，雷电过电压持续时间很短，只有十几微秒，其主要形式是相对过电压，其峰值电压在额定电压的6倍以上。
1.2操作过电压操作过电压是由节流、重燃和三相断路器同时短路引起的一类过电压。
其主要形式是相间过电压。
一般情况下，电压最高可达3.5倍，电流最宽波形不高于5ms，电压低于其他过电压，操作过电压不会造成设备损坏。
1.3电弧接地过电压电弧接地过电压会对人身安全和国家财产造成很大的危害和损失，主要是由于中性点不接地系统产生单相间歇接地的“熄弧—重燃”接地，造成高频振荡，在此过程中形成间歇电弧接地过电压。
这种过电压的持续时间可以达到十分钟以上，而且它的覆盖范围很广。
如果整个电网存在绝缘弱点，则会在该绝缘弱点处产生绝缘火花或直接击穿。
1.4配变高压绕组接地谐振过电压三相配变高压绕组接地共振，主要是因为三相配电网中的接地故障，致使接地或高压保险丝熔化而发生共振。
电力系统过电压分类和特点
电力系统过电压分类和特点电力系统过电压主要分以下几种类型：大气过电压、工频过电压、操作过电压、谐振过电压。
产生的原因及特点是：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。
工频过电压:由长线路的电容效应及电网运行方式的突然改变引起，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。
操作过电压:由电网内开关操作引起，特点是具有随机性,但最不利情况下过电压倍数较高。
因此30KV及以上超高压系统的绝缘水平往往由防止操作过电压决定。
谐振过电压:由系统电容及电感回路组成谐振回路时引起,特点是过电压倍数高、持续时间长。
变压器中性点接地方式的安排一般如何考虑?变压器中性点接地方式的安排一般如何考虑?答：变压器中性点接地方式的安排应尽量保持变电所的零序阻抗基本不变。
遇到因变压器检修等原因使变电所的零序阻抗有较大变化的特殊运行方式时，应根据规程规定或实际情况临时处理.（1）变电所只有一台变压器，则中性点应直接接地，计算正常保护定值时，可只考虑变压器中性点接地的正常运行方式。
当变压器检修时，可作特殊运行方式处理,例如改定值或按规定停用、起用有关保护段。
（2)变电所有两台及以上变压器时，应只将一台变压器中性点直接接地运行，当该变压器停运时，将另一台中性点不接地变压器改为直接接地。
如果由于某些原因,变电所正常必须有两台变压器中性点直接接地运行，当其中一台中性点直接接地的变压器停运时，若有第三台变压器则将第三台变压器改为中性点直接接地运行。
否则,按特殊运行方式处理。
（3）双母线运行的变电所有三台及以上变压器时，应按两台变压器中性点直接接地方式运行，并把它们分别接于不同的母线上，当其中一台中性点直接接地变压器停运时、将另一台中性点不接地变压器直接接地。
操作过电压名词解释
操作过电压名词解释
操作过电压是一种特定的电压状况，在电力系统中经常发生。
它是指在正常运行情况下，电力设备所经历的电压超出其额定电
压范围的过程。
操作过电压可以是短暂的，也可以是持续一段时
间的。
操作过电压可以由各种因素引起，包括设备故障、地震、雷击、闪电等。
这些因素导致电压突然升高，超过设备的额定电压，可
能对设备造成损害。
操作过电压可分为几种类型，包括过电压、欠电压和振荡电压。
过电压是指电压超过设备的额定值，可能导致设备过热、击穿或
损坏。
欠电压则是电压低于设备的额定值，可能导致设备无法正
常工作或运行不稳定。
振荡电压是指电压在很短时间内频繁的从
一个数值变为另一个数值，可能对设备产生冲击或损坏。
为了保护电力设备免受操作过电压的影响，通常会采取一些防
护措施。
例如，安装过电压保护装置，如避雷器和过电压限制器，以便在操作过电压出现时能吸收、限制或分散过电压的能量。
此外，还可以通过合理设计输电线路和设备，以及定期检测和维护
来减少操作过电压对电力系统的影响。
总结来说，操作过电压是电力系统中常见的一种状况，指的是
电力设备所经历的电压超出其额定电压范围的过程。
了解并采取
适当的防护措施，可有效避免操作过电压对设备造成的损害。
配电网内过电压及其防护措施
谐振过电压
定义：在配电网中，由于电磁式电压互感器（TV）的非线性效应，可能 引发谐振过电压。 产生条件：在某些特定频率下，TV的电感与系统的电容会发生谐振。
危害：可能导致设备绝缘损坏，影响系统的正常运行。
防护措施：通过配置消谐装置、改善TV的接地方式等措施进行防护。
雷电过电压
雷电过电压的形成
雷电过电压对配电网的影 响
THANKS
汇报人：
Part Six
配电网内过电压的 监测与控制
监测系统的建立与完善
监测系统的建 立：对配电网 内的过电压进 行实时监测， 及时发现异常
情况
监测系统的完 善：不断优化 监测系统，提 高监测精度和 可靠性，减少
误报和漏报
控制措施的实 施：根据监测 结果，采取相 应的控制措施， 防止过电压对 配电网造成损
Part Three
配电网内过电压产 生的原因
设备因素
设备绝缘老 化
设备制造质 量差
设备设计缺 陷
设备维护不 当
运行方式
配电网的运行方式：正常运行、故 障运行和异常运行
正常运行时，配电网过电压产生的 原因主要是空载长线电容效应和不 对称接地故障
添加标题
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配电网过电压的产生与运行方式密 切相关
配电网内过电压及其防 护措施
,a click to unlimited possibilities
汇报人：
目录
01 添 加 目 录 项 标 题 03 配 电 网 内 过 电 压 产
生的原因
05 配 电 网 内 过 电 压 的 防护措施
02 配 电 网 内 过 电 压 的 种类
04 配 电 网 内 过 电 压 的 危害
ch6.操作过电压
+1.0p.u.
+1.0p.u.
通过泄漏电 阻慢慢泄放
0 p.u.
0 p.u.
0 p.u.
-1.5p.u.
-1.5p.u.
U m ax U S (U S U 0 ) 2U S U 0
2 1.5p.u. ） （ -0.5p.u . 3.5p.u.
间歇性电弧接地， 健全相上的过电压为 3.5 p.u.。 -7-
限制操作过电压的方法有：在低压系统中安装消弧线圈，在高压线路上装设并 联电抗器，采用带有并联电阻的断路器，以及采用避雷器等。 -3-
中性点不接地系统电弧接地引起的过电压
中性点不接地系统电弧接地过电压出现的条件： 中性点不接地系统，单相接地时，若电弧不能熄灭，也不能稳定燃烧，则 由于电弧的重燃，可能引起过电压。
起弧时刻
熄弧时刻 A 0p.u. B +1.5p.u. C +1.5p.u. -6-
中性点不接地系统电弧接地引起的过电压
A 0p.u. 电荷在系统 中重新分配 系统电位 升高1.0 p.u. + 1.0p.u. B +1.5p.u. C +1.5p.u. 半个周期之后: A +2.0p.u. B +0.5p.u. C +0.5p.u. 0p.u.
合闸空载线路
•正常合闸 •自动重合闸（一般情况下引起的过电压较为严重） 对于超高压输电系统，合闸和重合闸过电压最为重要，因为它对决定系统设备 的绝缘水平起着决定性的作用。 影响因素：电源容量、系统接线方式、线路长度、合闸相位、开关性能、故障 类别及限压措施等因素有关。
-12-
合闸空载线路引起的过电压
将线路合闸分两个阶段进行。第一阶段带电阻R合闸，即将R与辅助触头串联。 由于R对振荡回路起阻尼作用，使过渡过程中的过电压降低。大约经过8~15 ms，主触头闭合，将R短接，电源直接与线路相连，完成合闸操作，这是合闸 的第二个阶段。 -15-
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。
电力系统操作过电压
❖ 常见类型：
❖ 空载线路电容效应引起的电压高； ❖ 不对称短路时正常相上的工频电压升高 ❖ 甩负荷引起发电机加速而产生的电压升高
电力系统操作过电压
三、空载线路电容效应引起的工频过电压 1、线路较短时 （1）等值电路图和相量图
电力系统操作过电压
从相量图看出： 由于空载线路的电容效应，空载线路末端电压
双电源的线路中，合闸时电源容量大的一侧先 合闸，从电源容量小的一侧先分闸
电力系统操作过电压
四、不对称短路引起的工频电压升高
❖ 对于中性点不接地系统，当单相接地时，健全相的工 频电压升高约为线电压的1.1倍，因此，在选择避雷器 时，灭弧电压取110%的线电压，称为110%避雷器
❖ 对中性点经消弧线圈接地系统在过补偿时，单相接地 时健全相上电压接近线电压，因此在选择避雷器灭弧 电压时，取100%的线电压，称为100%避雷器
电力系统操作过电压
K 20U E 2cosc(o s )cosc ( osl )
当 xL0 0,0
K21U E2 co1scos1l
即空载线路末端电压恒比首端电压高，且线路越长，末 端电压越高，这种现象称为长输电线路的电容效应，又 称为费兰梯效应
电力系统操作过电压
（5）工频电压及其影响因素 a.与电源容量有关，电源容量越小工频电 压升高越严重 b.通过补偿电容电流，可削弱电容效应以 降低工频过电压
电力系统操作过电压
2.按其性质可分为三类 (1).线性谐振 (2).铁磁谐振 (3).参数谐振
电力系统操作过电压
二、铁磁谐振的基本原理
1、铁磁谐振
产生谐振条件:
L 1 C
电力系统操作过电压
2、物理过程 (1)串联铁磁谐振回路的伏安特性
过电压名词解释
过电压名词解释过电压名词解释：一、过电压的定义过电压是指电力系统中的电压超过了设备的额定电压或系统的正常运行电压。
这种电压的升高可能是由于系统内部的故障、操作过电压或雷电过电压等原因引起的。
过电压的存在对电力系统的设备和绝缘造成威胁，可能引发设备损坏、绝缘击穿等事故。
二、过电压的分类1.操作过电压：操作过电压是由于电力系统的操作（如断路器的合闸、分闸操作）而产生的过电压。
这种过电压的特点是持续时间较短，但电压幅值较高。
操作过电压的幅值和波形受到系统参数、设备特性和操作方式等多种因素的影响。
2.雷电过电压：雷电过电压是由雷电活动引起的过电压。
当雷电击中电力系统中的设备或线路时，会产生极高的电压和电流。
雷电过电压具有幅值极高、波前时间极短的特点，对电力系统的绝缘和设备构成严重威胁。
三、过电压的危害1.设备损坏：过电压可能导致电力设备的绝缘击穿、电弧重燃等，进而引发设备损坏、火灾等事故。
2.系统瘫痪：严重的过电压可能导致大面积的设备损坏，使电力系统瘫痪，造成大面积的停电事故。
3.人身安全：过电压可能引发电弧、电击等，对工作人员和公众的人身安全构成威胁。
四、过电压的防护措施1.设备绝缘加强：提高电力设备的绝缘水平，采用更高耐压等级的绝缘材料，以减少设备在过电压作用下的损坏风险。
2.避雷措施：在电力系统中设置避雷针、避雷器等设备，引导雷电电流入地，保护设备和系统免受雷电过电压的侵害。
3.操作策略优化：优化电力系统的操作策略，如合闸、分闸时序等，以降低操作过电压的幅值和持续时间。
4.过电压保护装置：装设过电压保护装置，如金属氧化物压敏电阻（MOV）、气体放电管（GDT）等，当电压超过设定值时，这些装置会迅速动作，将过电压导入大地或旁路，保护设备免受损坏。
五、总结过电压是电力系统中一种常见的现象，它对电力系统的安全稳定运行构成严重威胁。
了解过电压的分类、危害及防护措施，对于保障电力系统的安全运行、减少设备损坏、保护人身安全具有重要意义。
过电压的概念与分类
过电压的概念与分类
过电压是指在电力系统中，电压超过了正常的工作范围。
这种情况可能会对设备和人员造成危害。
过电压可以分为以下几种类型：
1. 操作过电压：这是由于电路中的电感、电容和电阻相互作用产生的电压升高。
例如，开关操作、电力系统振荡、雷电等都可能产生操作过电压。
2. 暂态过电压：这是由于电力系统的非线性特性产生的电压升高。
例如，电力系统的开断、短路等都可能产生暂态过电压。
3. 操作冲击过电压：这是由于电力系统的开断或短路产生的电压升高。
这种过电压的幅值高，上升速度快，可能对设备和系统造成严重损害。
4. 雷电过电压：这是由于雷击产生的电压升高。
这种过电压的幅值非常高，可能超过设备的工作电压数倍，对设备和人员造成严重危害。
5. 工频过电压：这是由于电力系统的振荡或非正常操作产生的电压升高。
这种过电压的幅值相对较低，但持续时间长，可能对设备和系统造成慢性损害。
过电压的防治是电力系统安全运行的重要环节，需要通过合理的设计、运行和维护以及有效的保护装置来实现。
电力系统操作过电压
2、特点 （1)它的大小会直接影响操作过电压的实际 幅值
（2）它的大小会影响保护电器的工作条件 和保护效果
(3）工频电压升高使断路器操作时流过其 并联电阻的电流增大 （4）持续时间长，对设备绝缘及其运行性 能有重大影响
3、分析结论 （1）工频过电压就其过电压倍数的大小来 讲，对系统中正常绝缘的电气设备一般不够 成危险 （2）对于超高压系统，决定电气设备的 绝缘水平将起愈来愈大的作用
5、限压措施
主要采用阀型避雷器
二、间隙电弧接地过电压
1、产生原因 在中心点不接地系统中，当一相发生 故障时，故障点的电弧熄灭和重燃（称之 为间隙性电弧）引起电磁暂态的振荡过渡 过程而引起的过电压。（称之为间隙电弧 接地过电压）
2.单相接地电路图及相量图
3、分析
注意几点 （1）应假设某故障相达到最大值时电弧接地， 这是最严重情况 （2）掌握某一状态、某一时间下电压初始值、 稳态值 （3）过电压的最大幅值可用下面公式估算 过电压幅值=稳态值+（稳态值-初始值）
四、不对称短路引起的工频电压升高
对于中性点不接地系统，当单相接地时，健全相的工 频电压升高约为线电压的1.1倍，因此，在选择避雷器 时，灭弧电压取110%的线电压，称为110%避雷器 对中性点经消弧线圈接地系统在过补偿时，单相接地 时健全相上电压接近线电压，因此在选择避雷器灭弧 电压时，取100%的线电压，称为100%避雷器 对中性点直接接地系统单相故障接地时，健全相电压 约为0.8倍线电压，对于该系统避雷器的最大灭弧电压 取为最大线电压的80%，称为80%避雷器
1
L
2
0
（2）谐振一旦激发，将发生相位反倾现象，并产生 过电压和过电流 （3）铁芯的饱和会限制过电压的幅值
第九章 电力系统操作过电压
正常运行时： N 0 U A相对地短路后：
.
. . .
. .
. .
UA 0, UN UA U3 UCA , U2 UBA I2 I3 3c Uxg
0
Uxg为最高运行相电压
I jd 3c Uxg 2 3Uxg c cos30
流过故障点的电流为单相接地电容电流。
第九章
电力系统操作过电压
操作过电压属于内部过电压。 操作是广义的： 计划性断路器的合闸和跳闸 故障时断路器的跳闸
切：L（空变、L、电动机）
C（空线、电容器组） 解列 合：空线
35kV及以下中性点不接地系统发生单相弧光接地时，
不大的电容电流流经接地点，产生时燃时灭的电弧。 相当于开关的反复操作 弧光接地过电压
330kV系统
≯
≯
3.0
2.75
500kV系统
750kV及1000kV系统
≯
≯
2.0（或2.2）
1.6
限制操作过电压措施： 带并联电阻的断路器、MOA、高压并联电抗器
一、 切除空载线路过电压
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。
统计表明： 10kV线路长<1000km Ic ≯30A 单相接地电容 电流过零熄灭 不再重燃
35kV线路长<100km Ic ≯10A 若 单相接地电容电流过零熄灭但可 Ic >30A（10kV） 能重燃，不能形成稳定燃烧的电 Ic >10A（35kV） 弧，故时燃时灭犹如不断开合的 开关，会产生幅值很高的弧光接 地过电压。 故障电流有工频分量和高频分量，因此电弧熄灭可能是 工频电流过零时也可能是高频电流过零时。 工频熄弧理论 分析出的过电压水平较低
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负荷 时 ，产 生 的高次谐 波叠 加在 电源 的基波 上 ，使 基波 发生畸变 ，且 负荷容 量越 大时 ，畸变越厉 害。如 果其 中 的某 次谐 波频率 接近 或等 于补偿 电容器 回路
的 自然 频率 时 ，就会 出现谐 波共 振 ，可使 三相 电压 同 时升 高 ，过 电压 的数值 接 近额 定 电压 的３ ，对 倍 配 电用 电设备 构成 威胁 。６ 变配 电站误拉 闸 。由于 ） 误拉 闸时带有 负荷 ，会 引起 电弧重 燃 ，使 线路 电气
算 ，当 电源 电压达 到最 大值 时刻重 合 闸时 ，过 电压 值 可达 额 定 电压 的 ３ ，对 变 配 电设 备及 用 电设备 倍 都 能够造 成危 害 。５ 接 入大容 量非 线性 负荷 。当线 ） 路 上接 有可控 硅整 流器 、 电弧炉 、 电焊机 等 非线性
压 ，或 者 由暂 态 的 电磁 振 荡 进 一 步 激 发 谐 振 条 件
定 电压 的２５ ，持 续 的 时 问也 比较 长 ，对 配 电线 ．倍
路与 配 电设备 的绝缘 产 生很大 的 影响 。２ 频 繁投切 ） 补偿 电容 器 。为恰 当适 时 的补 偿 电 网无 功 ，有 时出 现经 常投 切 电容器 组 的情况 。这 时 由于线路 容抗 的 不 断 变 化 ， 同样 会 引 起 电磁 振 荡 。并 且 当 振 荡 频 率 与 电网频率 相接 近 时激发 谐振 过 电压 。另外 ， 由
参数 发生 变化 ，破坏 系统 的稳 定 ，产 生 电磁振 荡而
出现 过 电压 。同 时刀 闸电弧重燃成 大面积 的停 电事故 。
１ ２ 防 止操作 过 电压 的措 施 ．
防止 操作过 电压采 取 的相应 措施有 ：
（） 用 三相 联 动 的 多油 柱 上 断路 器 操 作 ，来 １采
要 是 作 为 励 磁 电流 ， 当跌 落 式 熔 断 器 分 相 拉 合 时 操 作速 度慢 ，而 变压 器 内部 电流 变化 快 ，因而会 产
好采用 不使 电弧 重燃 的真 空断路 器 ，并加装 限流 电 阻或 串联 电抗器 ， 限制合 闸涌流 ，避免发 生谐振 。 （） ３ 安装 阀型 避 雷器 消 除 空载 投 切 线 路 与配 变 时引起 的过 电压 。 避雷器 安装 在跌落开关下方 ，受熔 断器 控制 与保护 ，非雷雨 季节 也投 入运行 。定期对
电工电气 （０ Ｎｏ７ ２ １ ． ｌ ）
ｌ ｜ 、
配 电网的操作过 电压与故障过 电压
信 息与技术交流
配 电网 的操 作 过 电压 与故 障 过 电压
胡浩 ，陶曾杰
（ 南丈理 学院，湖 南 常德 ４ ０） 湖 １ ０ ５ ０
配 电网 出现 操作 过 电压与 故障过 电压 的情 况 时 有发 生 ，如果对 相 关情况 认识 不足 ，不 及 时采 取 相 应 的措施进 行 防护 ，就会 对变 配 电设备 及用 电设 备
备也将 造成 危 害 。４ 故障跳 闸后 重合 闸 。故障跳 闸 ） 后断 路器 重合 闸时 ，线路 中各 负荷 电器均 接于 回路 中， 电源 电压通 过线 路 （ 括 负荷） 包 电感对 线路 电容 充 电， 电路 可 能发生 高频 振荡 ， 出现 过 电压 。如果
造 成损 坏 ，有 时甚至会 危及 人 身安全且 引发 火灾 。
１１ 引起操 作 过 电压 的情况 ．
１ 拉合分 支线 路跌 落式 熔 断器 。 由于 跌落 式熔 ） 断器在 操作 过程 中是 逐个 单相 拉合 ， 当负荷 电流较 大 时引起 电弧重燃 ，使线 路的容抗不断发 生变 化 ，引 起 电磁振 荡 ，破 坏供 电系统 的稳定 性 ，并在 一定 的 条件 下激 发谐 振过 电压 。过 电压 的幅值 可 以大于额
代 替分 相拉合 的跌落 式熔 断器 。 （） 切 电容器 时要求 每 次 的 间隔 时 间大 于 或 ２投 等 于 ３ ｉ ， 即等 电容器 补 偿 装 置 自行 放 电结 束后 ｎ ｍ
方可投 运 ，禁止 频繁投 切 电容器 。 另外 ，投 切 时最
于 电容 器投入 时所 产 生的合 闸涌 流具 有高 频高 幅值
避 雷器进 行检测 ，必 要时 可带 电进 行修 复或 更换 。
（） ４防止 重合 闸过 电压措施 从三 方面考 虑 ： （） ａ 断路器 辅助触 头 串联 电阻。如 图 ｌ 示 ， 当 所
生 很高 的 自感应 过 电压 。这 种操 作 过 电压对 电气 设
５ ８
配 电网的操 ｛过 电压 与故障过电压 乍
合 闸时 断路 器 辅 助触 头 Ｋ先 合上 ， 电源 经 电 ｍ 接 通 ，大约经过０ ０ （个 工频周期） ．４ ２ Ｓ 主触头 闭合 。 由 于 阻尼 作用 ，使 得合 闸引起 的过 电压小 。 的
考虑 自动 重合 闸前线 路上 存有较 大 的残 留 电荷 与相
ｌ 操 作 过 电压
操 作 过 电压 是 指 改变 电 网 的运 行 状 态 、 投 切
大 容 量 变 配 电设 备 及 因操 作 不 当 引 起 的 暂 态 过 电
应 的残 留 电压 ，过 电压 的数值会 更 高 。通 过分 析计
特 性 ，使得 线路 中 电压 互感 器线 圈 的感抗 值与铁 芯 的磁通 发生 变化 ，又 可 以激 发铁 磁谐 振过 电压 。过 电压 的幅值 将远 远大 于额 定 电压 ，能对变 配 电设备
及 用 电设备 造成 损坏 。３投 切 空载 线路与 空载 变压 ） 器 。空载线 路与 空载 变压 器投 切时 ，虽然 不会 引起 电弧 重燃 ， 但 会 改变 整 个 线 路 的暂 态 稳 定 电气 参 数 ，可 引起 电磁 振荡 产生 过 电压 ，同样也 可 能进 一 步激 发 谐振 过 电压 。另 外 由于变 压器 的空载 电流 主