电力系统内部过电压分析
第11章电力系统内部过电压(11-1)
对地操作过电压的1.4~1.45倍； 倍 对地操作过电压的 对地操作过电压的1.5倍 对地操作过电压的 倍。
三.空载长线操作过电压的限制措施
1.改善开关熄弧性能 1.改善开关熄弧性能 无重燃 无过电压
∵目前断路器己可基本消除重燃现象
∴线路设计中可不考虑切空线过电压 220kV及以下: 220kV及以下: 不需要采用限制重合空闸过电 及以下
11.2 操作过电压
一.空载变压器的分闸过电压
1.切空变的等值电路 1.切空变的等值电路
变压器励磁电感
绕组对地电容
几安到十几安) 励磁电流i0 (小电流 几安到十几安)
I 0 = I 0%⋅ Ie
额定电流 三相功率 额定线电压
3 xg U P Ie = Ie ⋅ = 3 xg U 3 e U
例: 35 kv变压器
以计划性合闸为例: A相先合
A
K
C12
B
K
C13
C
如果B C相的合闸相角与被感应电压极性相反 使过电压升高 10 ~30%
4.母线上有其他出线 4.母线上有其他出线
1 K1 K
l1
C11
C 22
l2
设: l1 = l2 c11 = c22 分析重合闸 -Em时，K1断开， l1上残余电荷 − Em ⋅ c11 断开， 时合闸， 在Em时合闸， C22上储存电荷 Em ⋅ c22
压的措施
330 kV
以上: 以上:
断路器断口加并联电阻
断路器断口并联电阻
合闸: 合闸:
接入 Rb 先合D2, 阻尼振荡,
主触头
15ms后 约7~15ms后,再合D1 15ms 短接 Rb
Rb=400 ~1200Ω 1200Ω
电力系统过电压分析及预防尹世耀
电力系统过电压分析及预防尹世耀发布时间：2023-05-15T10:19:52.913Z 来源：《中国科技信息》2023年5期作者：尹世耀[导读] 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。
作用于电力系统的过电压，由于过电压的存在，它将使电力系统运行的电气设备绝缘受损戴卡优艾希杰渤铝（天津）精密铝业有限公司天津市前言：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。
作用于电力系统的过电压，由于过电压的存在，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，损毁电力设施，因此必须采取各种措施来限。
按其起因及持续时间，可分为两大类型，一种为雷电过电压，另一种为内部过电压。
在电力系统中，由于断路器操作、故障或其他原因，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递所造成的电压升高，称为电力系统内部过电压。
1.电力系统的过电压分类电气设备在正常运行时,其绝缘承受电网工作电压。
由于某种原因,如因运行操作、雷击和故障等原因,使电气设备上出现峰值电压超过系统正常运行的最高峰值电压称为过电压。
根据产生过电压的来源,一般分为内部过电压和外部过电压两种。
(1)内部过电压内部过电压是由于电力系统中磁能与电能间的转换,或能量通过电容的传递,以及线路参数选择不当,引起电力系统的状态突然从一种稳态转变为另一种稳态的过渡过程中产生的过电压。
这种过电压是由于系统内部原因而造成并且能量又来自电网本身所以叫内部过电压。
1>内部过电压又可分为操作过电压、谐振过电压和工频过电压。
如操作断路器,切断或合上空载变压器、空载线路则会产生操作过电压。
2>电力系统发生单相接地故障,则会产生谐振过电压。
又如电力系统因事故断线,则有可能产生工频过电压。
(2)外部过电压外部过电压是由于雷击电气设备产生的,又被称为大气过电压或雷电过电压。
此过电压能量来自电网外部的冲击波影响,所以称外部过电压。
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。
008——010--内部过电压
高电压技术
三、甩负荷引起旳工频电压升高
在发电机忽然失去部分或全部负荷时，经过激磁 绕组旳磁通因须遵照磁链守恒原则而不会突变，与其 相应旳电源电势Ed’维持原来旳数值。原先负荷旳电感 电流对发电机主磁通旳去磁效应忽然消失，而空载线 路旳电容电流对主磁通起助磁作用，使Ed’反而增大， 要等到自动电压调整器开始发挥作用时，才逐渐下降。
⑷ 在断路器外侧是否接有电磁式电压互感器等设备： 它们旳存在将使线路上旳剩余电荷有了附加旳泄放途径， 因而能降低这种过电压。
3、限制措施 ⑴ 采用不重燃断路器 ⑵ 采用带并联电阻断路器
Q2 Q1
R (a)
Q1
Q2 R (b)
高电压技术
R旳作用： ① 在打开主触头Q1后，线路仍经过R与电 源相连，剩余电荷经过R 释放，Q1上旳恢复电压就是R 上旳压降，只要R不太大，主触头间就不会发生电弧旳 重燃。
高电压技术
2、自动重叠闸：
自动重叠闸时初条件将更为不利，主要原因在于这 时线路上有一定残余电荷和初始电压，重叠闸时振荡 将愈加剧烈。
在合闸过电压中，以三相重叠闸旳情况最为严重， 其最大值可达 3Em 。
高电压技术
㈡ 影响原因和限制措施
1、影响原因 ⑴ 合闸相位：是随机量，遵照统计规律。 ⑵ 线路损耗： 主要起源：①线路及电源旳电阻； ②当过电压超出导 线旳电晕起始电压后，导线上出现电晕损耗。
若t＝0 时 ，E = Em ；则
uc Em ( 1 cos0 t )
那么在ω0t＝π/4 时，即
电力系统过电压分析
电力系统过电压分析过电压是指电力系统中出现的电压超过额定值或设定范围的瞬时现象。
过电压可能由于线路故障、雷击、开关操作和电气设备故障等原因引起。
过电压对电力系统的安全稳定运行产生重要影响，因此，对电力系统的过电压进行准确的分析和评估是必要的。
一、过电压的分类1. 外部过电压：外部过电压是指来自电力系统外部的电压幅度超过了正常运行时的额定值。
外部过电压的主要原因是雷击，雷击可以通过设备接闪装置和接地装置来减轻其影响。
2. 内部过电压：内部过电压是指电力系统内部某个节点的电压幅值超过了正常运行时的额定值，可能导致电力设备的损坏。
内部过电压包括故障过电压和运行过电压。
二、过电压的影响1. 设备损坏：过电压可能导致设备的击穿，损坏电气设备，特别是对绝缘性能较差的设备，如变压器、继电器和电能表等。
2. 系统不稳定：当过电压较大或持续时间较长时，电力系统可能变得不稳定，导致设备间的电能传递受到影响。
三、过电压分析的方法过电压分析是通过数学模型和计算方法对电力系统的过电压进行仿真和计算，以评估过电压对电力系统的影响，并确定相应的防护措施。
1. 瞬态稳定分析：通过瞬态稳定分析可以确定电力系统在过电压冲击下的稳定性。
该分析主要考虑电力系统的动态过程，包括电压暂降、电流冲击和设备响应等。
2. 静态稳定分析：静态稳定分析主要评估电力系统在过电压下的静态稳定性。
静态稳定分析可以评估过电压对电力系统中各个节点电压和功率的影响。
3. 电磁暂态分析：电磁暂态分析是通过计算每个节点的电压和电流的瞬时变化来评估过电压对电力系统的影响。
该分析主要关注电力系统的电磁暂态响应。
四、过电压防护措施为了减轻过电压的影响并保护电力系统的安全稳定运行，需要采取一定的过电压防护措施。
1. 接闪装置：接闪装置可接地试验系统，通过将过电压引到接闪装置上，从而保护电力设备免受雷击等外部过电压的影响。
2. 绝缘配合：合理选择和配合电力系统的绝缘设备和绝缘材料，提高系统的绝缘能力，防止内部过电压的产生和传播。
《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
内部过电压原因
内部过电压原因内部过电压是指电力系统中某一部分或某一设备内部电压超过了正常工作范围的现象。
内部过电压可能会对设备的正常运行造成影响，甚至导致设备的损坏。
本文将从内部过电压的原因进行探讨，并提出相应的解决方法。
一、内部过电压的原因1. 突发事件：如雷击、电线短路等突发事件会引起系统内部电压的瞬时升高。
这种突发事件可能会导致电力系统设备的损坏，甚至引发火灾等严重事故。
2. 电力负载变化：当电力负载突然增加或减少时，电力系统内部的电压也会相应发生变化。
特别是在负载突然减少时，电压可能会出现瞬间升高的情况。
3. 电力系统故障：电力系统中的故障，如线路短路、设备故障等，可能会导致内部电压的异常升高。
这些故障可能会对电力系统的正常运行造成严重影响。
4. 功率因数失衡：功率因数失衡是指电力系统中正负序电流不平衡的现象。
当电力系统中存在功率因数失衡时，会引起电压的波动，从而导致内部电压的升高。
二、内部过电压的危害1. 设备损坏：内部过电压可能会造成电力系统中的设备损坏，如变压器烧毁、断路器跳闸等。
这不仅会给维修工作带来不便，还会增加设备更换的成本。
2. 运行不稳定：内部过电压会导致电力系统的运行不稳定，造成电压波动、电流不平衡等问题。
这可能会影响到用户的正常用电，给生产和生活带来困扰。
3. 安全隐患：内部过电压可能引发火灾等安全事故。
电力系统中设备的损坏和短路可能导致火花飞溅，引燃周围可燃物，给人员和财产带来威胁。
三、内部过电压的解决方法1. 安装过电压保护装置：在电力系统中安装过电压保护装置是防止内部过电压的有效措施。
过电压保护装置能够及时检测到电压异常，并采取相应的措施，保护设备的正常运行。
2. 增加电力系统的稳定性：提高电力系统的稳定性是减少内部过电压的关键。
可以通过增加电容器、稳压器等设备来提高系统的稳定性，减少电压波动的可能性。
3. 维护设备的正常运行：定期检查和维护电力系统中的设备，及时排除潜在故障，可以有效地减少内部过电压的发生。
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。
电力系统中的过电压问题及其解决方案研究
电力系统中的过电压问题及其解决方案研究标题：电力系统中的过电压问题及其解决方案研究摘要：随着电力系统的快速发展，过电压问题已成为电力领域面临的一项重要挑战。
本论文从研究问题及背景、研究方案方法、数据分析和结果呈现、结论与讨论等方面，对电力系统中的过电压问题及其解决方案进行研究，旨在提供用于改善电力系统稳定性和保障供电质量的有益建议。
一、研究问题及背景1.1 研究问题过电压在电力系统中的发生频率和强度如何影响系统的稳定性和运行安全性？1.2 研究背景电力系统中的过电压问题是由于各种外部和内部因素引起的。
过电压不仅会对电力设备和电力系统的运行安全性造成损害，还可能导致设备的破坏和停电。
因此，研究过电压问题和解决方案尤为重要。
二、研究方案方法2.1 数据采集收集电力系统过电压事件的历史数据，并结合实地调研采集相关实时数据。
2.2 问题分析与建模分析过电压问题的原因和机理，建立相应的电力系统模型，并基于模型进行问题分析。
2.3 解决方案选择与优化根据问题分析结果，研究和比较不同的过电压解决方案，选择合适的方法，并通过优化策略对解决方案进行改进。
2.4 仿真实验基于前述建立的电力系统模型，通过仿真实验验证所选解决方案的有效性和可行性。
三、数据分析和结果呈现3.1 数据分析利用收集的历史和实时数据，对电力系统中过电压问题进行统计和分析，了解过电压发生的频率、强度和影响范围。
3.2 结果呈现通过图表、统计数据等方式展示过电压问题的研究结果，并对解决方案进行效果分析和评价。
四、结论与讨论4.1 结论研究结果表明，过电压问题对电力系统的运行稳定性和运行安全性具有重要影响，需要采取有效的解决方案进行处理。
4.2 讨论通过对不同解决方案的研究和比较，可以得出电力系统中的过电压问题需要采取综合性的解决方案，包括改进设备设计、优化电力系统配置以及提高过电压监测和保护能力等。
本论文针对电力系统中的过电压问题进行了全面研究，对过电压问题的影响进行了分析，并给出了解决方案的选择与优化建议。
电力系统内部过电压及防护措施分析
范 秀 丽
（ 青海省电力公 司检修公 司， 青海 西宁 ８ １ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要： 电力行 业 在 我 国的 国 民经 济发展 中具 有非 常重要 的 意 义 ， 电力 系统 的稳 定 运行 对 各 行各 业 的发 展 有 着 积极 的 促进 作 用 。 但在电力系统正常运行过程 中， 由于外界因素等导致过电压的情况时有发生， 一旦 出现过 电压， 则会造成停 电事故及设备损坏等 情况发生。本文分析 了暂态过电压的类型 ， 并进一步对暂态过电压的防护措施进行 了具体的 阐述 。 关键 词 ： 电 力 系统 ； 内部过 电压 ； 操作 过 电压
害， 究其电力设备 内部过电压发生的根本原因在于电网中所存在的 各种非线性储能元件 ， 由于其能量不能突变 ， 所 以在系统的运行状 态发生改变 时， 这些元件 的工作状态也需要进行改变 ， 这时磁场和 电场则 会 不 断 的发 生转 换和 振 荡 ， 导 致过 电压 的发 生 。因此 要 想从 根 本上 对 电力 设 备运 行 时 的过 电压 进 行 有效 的控 制 ， 则需 要 在 这些 储能元件上下功夫 ， 消除其所带来 的振荡 ， 从 而使 内部过 电压得以
分配 ， 导致 中性点 电压升高 ， 最终发生过 电压。 虽然此种过电压 的幅 值较小 ， 仅 为额 定 电压 的 ３ ． ５ 倍， 但 由 于其 持续 的时 间较 长 且 范 围 较大 ， 将 对 弱 绝 缘 的设 备 造 成 严 重影 响 ， 应 采取 一 定 的措 施 加 以避 免 。若 电网的中性点接人的是消弧线圈 ， 则此时电感电流补偿 了中 性 点 的 电容 电流 ， 减 小 了重 燃 的次数 及 过 电发 生 的概 率 。 ２ ． ２ 切小 电感 性 电 流 电压 控制。 系统 中的空 载 电动 机及 变 压器 即为 小 电感 性 负 荷 ， 由于 断路 器 １暂 态过 电压 的类 型 通 常 按 照大 电 流条 件设 计灭 弧 能 力 ， 因此 其 切 断 小 电流 时 容 易 引发 １ ． １接 地 故 障形 成 的过 电压 电感 和 电容 形成 振 荡 ， 此 时 的对 地 杂散 电容 较 小 ， 会 导 致 幅值 极 高 接地故障是电力系统较为常见的故障之一 ， 特别是单相接地故 的过电压的 出现 。由于产生此类过电压的电流较小 ， 因此常用避雷 障则发生的次数则更为频繁 ， 当系统电压增大时 ， 单相接地故障发 器进 行 防治 。 生 的机 率 也会 随之 增加 。 ２ － ３开 断 电容性 电 流过 电 压 单相接地故障发生的较为频繁 ， 当发生单相接地时 ， 会导致相 电容器所产生的电容性电流 ， 所产生的位置多发生在电缆和空 电压增大 ， 尽量这时所产 生的正常相的过 电压不是最高的 ， 但避雷 载线 路 上 ， 这主 要是 由于断 路 在 开 民过 程 中所 引 起 的重 燃 现 象所 引 器在这时也不具备防护 的作用。但在实际操作过程 中， 当发生单相 起 的系 统振 荡 ， 从 而 引发 过 电压 。 所 以当发 生 这种 过 电压 时 ， 需 要针 接地时，会根据当时的过电压值来对避雷器灭弧 电压进行选择 ， 在 对 于控 制断 口电压 上 升 的幅度 来 进行 ， 可 以在 断 路 器 的断 口处来 进 发生单相接地故障时正 常相的电压会是最大工作 电压的 １ ． １ 倍， 所 行 并联 电阻 ， 从 而起 到阻 止过 电压 的产 生 。 以在 此 电 网的灭 弧 电压 也 会按 此 值来 进 行选 取 。 而 中性点 直 接接 地 ３ 合空 载长 线 过 电压 系统 的 避雷 器 灭 弧 电压 则 选 取 ０ ． ８的 正常 相 电压 。另外 ， 对 于超 高 在 电力系统运行时 ，对空载线路进行关合操作是 比较常进行 压 电 网发 生 接 地 故 障 时 ， 则需 要 立 即切 断 电 流 ， 同 时还 要 配 以重 合 的， 特别是对于超高压系统， 在进行重合闸操作时所产生过电压 ， 对 闸的方法来及时、 有效的切 断故障和采取相应的补救措施。 系 统所 造成 的威胁 是 十分 严 重 的 ， 这 也 是 对 电 网绝 缘 水平 进 行 衡量 １ ． ２负 载 突变形 成 的 过 电压 的一个关键 因素。 当进行重合闸操作时 ， 当线路有残压时， 这时残压 在 另一 种 情况 下也 会 形成 过 电压 ， 即 当 电力 系 统运 行 过 程 中 出 会 与 电源 电压 相互 叠 加 而加 速振 荡 的 程度 ， 这 是 过 电压 则 会 达 到额 现临时性故障时 ， 这时需要将 一些较大负荷 的供 电停止 ， 这样也会 定电压 的三位 。针对此种情况可采用如下措施加以限制 ： 采用带合 导致 电压的升高 ， 产生 内部过 电压的情况发生。 闸电阻的断路器进行合闸操作 ； 及 时消除线路的残余 电压 ； 采用专 （ １ ） 发 电机 在正 常 运 行 过程 中 ， 其 磁 链是 不 会 发生 突 变 的 ， 所 以 门的装置加以判断 ，在断路器 的两相电压最低时完成选相合闸操 其 会一 直 保 持 足 够 的输 送 功 率 ， 而其 暂 电动 势则 是 不 变 的 ， 这 样 则 作 ； 使用磁吹型的金属氧化物避雷器作为专门的后备保护。 会 出现 相对 电压 升高 的情 况 。 ４ 结束 语 （ ２ ） 发 动机 在 运行 时 其 制动 系 统及 调 速 器本 身 所 固有 的惯 性会 随着 经 济 的快速 发 展 ， 电力 系 统 的稳 定 运 行对 于经 济 的增 长 有 使 其保 持 一 定 的转 速 ， 而 当发 生 甩 负荷 时 转 速 则会 增 加 ， 从 而使 电 着 十分 重 要 的意 义 。一 旦 电力 系统 内部 发 生过 电压 ， 则 对 电气 设 备 动 机 的 电动势 及 频率 增 加 。 的正 常 运 行 将会 造 成 严 重 的影 响 ，严 重 时 可能 导 致 各 种 事 故 的 发 （ ３ ） 一 旦 甩 负荷 发 生 在 输 电线 路 长线 的末 端 时 ， 这 时 末端 的 电 生 ， 造 成严 重 的 经济 损失 ， 在 电力 系统 运 行 时 ， 并 不是 所 有 电 网结 构 容 效应 则 会使 电压 升高 ， 从 而产 生 过 电压 的现 象 发生 。 中 的操作 电压都 是 相 同的 ， 所 以在 实 际操 作 中应 该根 据 电压 等级 的 针 对 于 以上 情况 导 致 的过 电压 ， 可 以在 实 际操 作 中采 用 并 联 电 不 同 ， 来 对 内部 所产 生 的过 电 压进 行 有效 的分 析 ， 加 以 区别 ， 应 针 对 抗器 、 控 制 空 载 线 路投 切 及 限 制 长 线路 电容 效 应 、 在 电机 侧 应 加 装 内部 的 过 电压所 产 生 的原 因进 行 有效 的防 范 和治 理 ， 从 而保 证 电力 快 速 消励 磁 系统 等 措施 来减 少 或是 避 免 过 电压 的发 生 。 系统 的安 全 运行 。
第十二章电力系统内部过电压
第二节 操作过电压
电力系统中常见的操作过电压有：中性点绝缘电网 中的电弧接地过电压；切除电感性负载过电压；切除 电容性负载过电压；空载线路合闸过电压以及系统解 列过电压等。 ❖一、空载变压器的分闸过电压 ❖二、空载长线路的操作过电压 ❖三、电弧接地过电压
第十二章电力系统内部过电压
此在电路切除前，可认为
电容电压uC和电源电势e近 似相等，而流过断口的工
频电流iC超前电源电压90°。
图12-4 切除空载长线
(a)接线图； (b)单相等值电路图
第十二章电力系统内部过电压
伴随着高频振荡电压的出现，QF断口间将有高 频电流流过，它超前于高频电压90°。因此，当uC 达到(-3Em)时（图中t＝t3时刻），高频电流恰恰经 过零点，于是电弧可能再一次熄灭。又经过工频半 个周波后（图中t＝t4时刻），作用在断口上的电压 将达4Em。假如断口又恰好在此时击穿，则由于电 容的起始电压为(-3Em)，电源电压为Em，振幅为4Em， 振荡后电容上的最大电压可达5Em。
图12-5第十切二除章空电载力长系线统时内部的过电电流压和电压波形
限制切空载线路过电压的措施有： （1）采用不重燃断路器
在现代断路器设计中通过提高触头之间的介 质绝缘强度使熄弧后触头间隙的电气强度恢复速 度大于恢复电压的上升速度，使电弧不再重燃。 （2）并联分闸电阻R
在断路器主触头上并联分闸电阻R，也是降低 触头间的恢复电压、避免重燃的有效措施。 （3）线路首末端装设避雷器
第十二章电力系统内部过电压
在实际电路中diL/dt是不会达到无穷大的。这是 因为变压器绕组除励磁电感LT外，还有电容CT，如 图12-1所示。断路器截断电流后，电感中的电流可
电力系统内部过电压及防护措施分析
电力系统内部过电压及防护措施分析【摘要】在电力设备正常运行过程中，有时即使无雷电等外部侵入也会出现损坏的事故。
通常将电网内部原因造成的过电压称为内部过电压，其对电网系统有着直接而有效的影响。
本文将对电力系统内部过电压进行分析，并且提出切实可行的防护措施。
【关键词】电力系统；过电压；防护措施；分析引言在电力系统中，其运行的可靠性与过电压大小有着不可分割的关系。
过电压可以分为稳态过电压与暂态过电压两种。
内部过电压能量大部分来自于电网自身，并且在额定电压基础之上而产生的，因此，其幅值一般和额定电压的大小成正相关，并且具备统计的性质。
1 暂时过电压种类1.1 由接地故障而导致的过电压在电力系统中，故障时有发生，发射管单相接地故障次数相对较多，并且其伴随着系统电压等级增大而不断增加。
当发生故障为单相接地故障时，以故障点为作为等效点系统等值正序、负序阻抗为：Z1=Z2=JX1，零序限抗为：ZO=JX0，等值电动势为E，A相接地时，B、C两正常相的过电压UB、UC可按照下式进行计算：因为避雷器并不具有保护单相接地时增大单相电压的功能，但是在实际运行过程中，发生单相故障的次数却最多，所以即使产生单相接地故障时正常相过电压尚未达到，然而在实际操作中防护内部过电压常常是用单相接地时正常相工频过电压的值来选择合适的避雷器灭弧电压，并且对于中性点非接地系统来说，因为X0/X11/ωC时，才会引起电压升高导致铁磁谐振，铁磁谐振之后会导致电流反响，极易引起电机反转的故障。
一般情况下，可以采取相应的措施来破坏谐振的条件，例如：减小电抗、增加电阻或者使用消谐器等等。
2 暂态过电压防护措施2.1 间歇性电弧接地过电压间歇性电弧接地过电压一般都是发生在中性点不接地系统之中，因为此类系统具备发生单相接地仍然能持续工作两小时的特征，所以其中电弧可能发生多次充入，使得线路中负荷进行多次重新分配，引起中性点电压上升，最终导致过电压。
虽然此种过电压的幅值相对较小，只为额定电压的3倍左右，然而由于其持续的时间比较长，并且范围相对比较广，将对弱绝缘设备造成严重影响，应该采取相应措施来避免。
电力系统稳态过电压
电力系统稳态过电压内部过电压:电力系统中,除了雷电过电压外,还存在由于自己内部原因而引起的过电压,包括稳态过电压和操作过电压操作过电压:当开关操作或事故状态时引起系统拓扑结构发生改变时,各储能元件的能量重新分配时发生振荡,从而出现的电压升高的现象，持续时间 0.1s 以内稳态过电压：由工频电压升高和谐振现象引起，持续时间比操作过电压长得多，有些甚至长期存在内部过电压的能量来自电网本身,一般用最大运行相电压的倍数表示过电压的分类1 工频过电压的特点（1)工频电压升高的大小会直接影响操作过电压的实际幅值。
操作过电压是叠加在工频电压升高之上的，从而达到很高的幅值。
（2）它的大小会影响保护电器的工作条件和保护效果避雷器的最大允许工作电压是由避雷器安装处工频过电压值来决定的。
如工频电压过高，避雷器的最大允许工作电压也越高，避雷器的冲击放电电压和残压也将提高，相应被保护设备的绝缘水平要随之提高（3）持续时间长，对设备绝缘及其运行性能有重大影响例如引起油纸绝缘内部电离,污秽绝缘子闪络,铁心过热,电晕等2 空载线路电容效应引起的工频过电压a）工频电压的升高程度与线路长度有关线路长度 L 越长，末端电压升得越高。
但由于受线路电阻和电晕损耗的限制，一般不会超过2.9 倍 b ）工频电压的升高与电源容量有关电源容量越小（XS越大),工频电压升高越严重。
估计最严重的工频电压升高，应以系统最小电源容量为依据3 不对称短路引起的工频电压升高不对称短路是电力系统中最常见的故障形式，当发生单相或两相对地短路时，健全相上的电压都会升高，其中单相接地引起的电压升高更大一些。
阀式避雷器的灭弧电压通常也就是根据单相接地时的工频电压升高来选定的。
单相接地时，故障点各相的电压、电流是不对称的，为了计算健全相上的电压升高，通常采用对称分量法和复合序网进行分析。
分析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。
电力系统中的过电压保护技术研究
电力系统中的过电压保护技术研究引言电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施之一，为了保障电力系统的正常运行和电力设备的安全运行，过电压保护技术显得尤为重要。
过电压是指电力系统中电压超过正常工作范围的现象，如果不及时采取措施进行保护，可能会导致设备损坏、事故发生甚至引发火灾等严重问题。
因此，研究和应用过电压保护技术对于保障电力系统的安全运行具有重要意义。
一、过电压的成因及危害1.1 过电压的成因过电压可以由多种因素引起，其中包括外部因素和内部因素。
外部因素主要包括雷击、地电位变化、线路抢修等因素，而内部因素则包括电力设备的操作失误、设备故障等。
无论是外部因素还是内部因素，都有可能导致电力系统中的电压瞬间升高，超出设备所能承受的范围，从而引发过电压问题。
1.2 过电压的危害过电压对电力系统和电力设备的危害是不可小觑的。
首先，过电压会导致设备的电气击穿，从而导致设备烧毁或故障；其次，过电压还可能引发火灾，严重威胁人们的生命和财产安全；此外，过电压还会对电力系统的正常运行造成干扰，甚至导致系统的瘫痪。
因此，研究和应用过电压保护技术对于保障电力系统的安全运行至关重要。
二、过电压保护技术的分类过电压保护技术根据其工作原理和应用方式可以分为多种类型，下面将对常用的几种过电压保护技术进行介绍。
2.1 涌流保护技术涌流保护技术是一种常用的过电压保护技术，它通过在电力系统中引入涌流保护器来限制电压的升高。
当电流突然增大时，涌流保护器能够迅速启动，并将过电压分流到接地回路中，以保护设备和系统的正常运行。
涌流保护技术的优点是反应速度快，能够有效地保护系统；但是由于其原理的特殊性，涌流保护器需要占用一定的空间，并且需要定期维护和校验。
2.2 接地保护技术接地保护技术是另一种常见的过电压保护技术，它通过将设备接地，形成闭合的回路，以减小过电压的危害。
接地保护技术能够有效地将过电压引流至地，保护设备和系统的安全运行。
接地保护技术的优点是结构简单，使用方便；但是需要保证设备的良好接地状态，并且在接地电阻方面需要进行精确计算和调整，以保证保护效果。
基于MATLAB的电力系统内部过电压仿真分析
基于MATLAB的电力系统内部过电压仿真分析张景轩哈尔滨理工大学电气与电子工程学院 黑龙江 哈尔滨 150080摘 要 电力系统的安全运行在特高压电能传输过程中占有重要地位。
由系统内部故障或开关操作引发的过电压称为内部过电压，它会严重破坏电力系统的安全稳定运行。
系统内部过电压包括暂时过电压和操作过电压，本文利用MATLAB的Simulink仿真软件，建立工频过电压、空载线路合闸过电压和空载线路分闸过电压三种内部过电压形式的等值仿真电路，通过观察不同线路长度下的波形，找到高效抑制工频过电压的方法，并得出相应的结论。
关键词 电力系统内部过电压；工频过电压；空载线路合闸过电压；空载线路分闸过电压；MATLAB；SimulinkInternal Overvoltage Simulation Analysis of Electric Power System Based on MATLABZhang Jing-xuanSchool of Electrical and Electronic Engineering, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080, Heilongjiang Province, ChinaAbstract The safe operation of electric power system occupies an important position in the process of ultra-high voltage electric energy transmission. The overvoltage caused by the internal fault or switching operation of the system is called internal overvoltage, which will seriously damage the safe and stable operation of the electric power system. The internal overvoltage of the system includes temporary overvoltage and operating overvoltage. This paper uses the Simulink simulation software of MATLAB to establish the equivalent simulation circuit in three forms of internal overvoltage: power frequency overvoltage, no-load line closing overvoltage and no-load line opening overvoltage, and find an efficient method to suppress power frequency overvoltage by observing the waveform under different line lengths, and obtain corresponding conclusions.Key words electric power system internal overvoltage; power frequency overvoltage; no-load line closing overvoltage; no-load line opening overvoltage; MATLAB; Simulink引言在长线路电能传输中，为提高传输效率，降低传输损耗，目前应用最多的就是特高压电能传输。
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能源建设
电力系统内部过电压分析
441022 湖北襄阳城郊供电公司(湖北襄阳) 朱国军
【摘 要】电力系统的工作可靠性是和过电压的大小密切相关的。
过电压是指超过正常运行电压并可使电力系统绝缘或保护设备损坏的电压升高。
内部过电压分为两大类，因操作和故障引起的瞬间电压升高，称为稳态过电压；而在瞬间过程完毕后出现的稳态性质的工频电压升高和谐振现象称为暂态过电压。
内部过电压的能量来源于电网本身，并在额定电压的基础上产生，故其幅值大体与额定电压的大小成正比，并且具有统计性质。
【关键词】内部过电压;操作过电压;暂时过电压
1、稳态过电压分为工频过电压和谐振过电压
1.1工频过电压
操作过电压是在工频过电压Ug的基础上振荡产生的，Ug越高，操作过电压的幅值越高。
其次，避雷器的额定电压决定于连接点的工频过电压，后者越高，则避雷器的额定电压和相应的残压也越高。
由此可知，工频过电压间接地决定了电网的操作和雷电冲击绝缘水平。
常见的几种重要的工频过电压有：空载线路电容效应引用的电压升高；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等。
1）空载长线路中的电容效应电容效应是指在电感、电容的串联回路中，当容抗大于感抗时，在电源电动势E的作用下，容性电流在感抗上的压降把容抗压降抬高的一种现象。
2）不对称接地引起的工频过电压当线路中发生不对称接地时，通过相见的电磁耦合，可能使健全相的工频电压有所升高。
统计表明，单相接地是主要的故障形式，所引起的电压升高一般最为严重，乃是选择避雷器额定电压的主要依据。
1.2谐振过电压
电力系统中存在着许多电感和电容元件，如电力变压器、互感器、发电机、消弧线圈、电抗器、线路电感等均可作为电感元件，而线路导线对地和相间电容、补偿用的并联和串联电容器组、高压设备的杂散电容均可作为电容器。
当系统进行操作或发生故障时，这些电感、电容元件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，导致系统中某些部分(或元件)出现严重的谐振过电压。
谐振过电压的持续时间要比操作过电压长得多.甚至可稳定存在，直到破坏谐振条件为止。
谐振过电压幅值可能很大，理论上可以达到无穷，实际数值小于3倍。
1）线性谐振 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，其铁芯中有气隙)和系统中的电容元件所组成.在正弦电源作用下，当系统自振频率与电源频率相等或接近时，可能产生线性谐振。
消弧线圈产生的线性谐振：类似于间歇性接地，接有消弧线圈的系统，只要让消弧线圈工作于脱谐度不大的状态，即可使补偿网络对地容抗大于感抗，当故障时如断路器非全相动作、线路发生单相或两相断线时，容抗更大，不满足谐振条件，不会发生严重的过电压。
2）铁磁谐振过电压线性谐振的参数条件 ，铁磁谐振 ，对于一定的 值(Lo为铁芯线圈的初始电感)，在很大的C值范围内(即 都有可能产生谐振)都可能产生谐振。
有可能是工频的谐振，也有可能是高频谐波和分频谐波，如2、3、5次等高频谐波或1/2、1/3、1/5次等分频谐波。
在电力系统中，因导线的折断、断路器非全相动作等严重的运行状态出现的铁磁谐振过电压，都属于断线谐振过电压。
现象：系统中心点位移、负载变压器相序可能反转、绕组电流急剧增加、铁芯有响声、导线有电晕声，多会发生传递过电压。
非全相运行时，可能组成多种多样的串联谐振回路，这些回路中的电感是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等。
电容是导线对地和相间的部分电容，电感线圈对地杂散电容等。
在一定的参数配合激发条件下，可能会产生基频、分频或高频谐振。
基频谐振时，会出现三相对地电压不平衡，例如一相升高、两相降低；或两相升高、一相降低；或三相同时升高的现象。
在负载变压器侧会使三相绕组电压的负序分量占主要的成分，造成相序反倾。
实践证明，有可能产生2、3、5次高频谐波。
谐振过电压幅值可能很大，理论上可以达到无穷。
分频谐振由于频率为工频的一半，互感器的励磁阻抗下降了一半，使铁芯元件的励磁电流大大增加，互感器严重饱和，过电压被限制了，实际数值小于2倍，除非有弱绝缘设备，一般不危险的。
2、暂态过电压通常为操作过电压
电力系统中的电容、电感元件均为储能元件。
当有操作故障使其工作状态发生变化时，将产生振荡性的过渡过程。
在此过程中，由于电感元件中储存的磁能会在某一瞬间转化为电场能存储与电容元件之中，将产生数倍于电源电压的过渡过程过电压，即所谓的操作过电压。
它是在几毫秒至几十毫秒后消失的暂态过电压。
形成操作过电压的能量来源于电力系统本身，因此这类过电压的幅值与系统的额定电压大致成正比。
通常用系统运行量高相电压幅值的倍数来表示过电压的大小。
操作过电压的大小与电气设备特性，尤其是断路器的特性，以及系统结构、运行参数、操作或故障形式等因素有关，具有明显的随机性。
在非有效接地系统中，操作过电压有间歇电弧接地过电压(弧光接地过电压)、开断感性负载过电压、投切容性负载过电压等。
1）空载线路分闸过电压 切空线是电力系统中常有的操作。
在开断过程中，若断路器发生重燃，使线路积累了电荷，并引起电磁振荡，会出现过电压。
这种过电压不止幅值高，且持续时间长，可达0.5～1个工频周期以上，是220kV及以下电网确定操作绝缘水平的依据。
2）空载线路合闸过电压空载线路合闸过电压是决定超高压电网绝缘水平的重要因素。
合空线过电压有两种不同的形式。
其一是计划性的合闸操作，合闸后，线路各点电压由零值过渡到由电容效应决定的工频稳态电压从而出现振荡过电压。
另一种是重合闸操作，由于残余电压的存在，三相重合闸过电压要比计划性合闸过电压更为严重。
3）空载变压器分闸过电压 在电力系统运行中，常有电感性负载的分闸操作，在这些操作过程中可能会出现幅值较高的过电压。
4）解列过电压在多电源供电系统中，由于某种原因(如线路发生接地故障)而失去稳定时，线路两侧电源的电动势将产生相对摆动(失步)。
为了避免事故扩大而将系统解列，则可能会在单端的空载线路上出现解列过电压。
54《科技与企业》杂志 2011年10月（上）。