电力系统过电压的产生原因分析及限制策略

２ ０ １ １ 年 第１ ２原因分析及限制策略
韦卫 红 邵 翠 辉 ｚ
（ １ 、 广西电力职 业技术学院电力 系， 广西 南宁 ５ ３ ０ ０ ０ ７ ２ 、 广州市番 禺立信防雷科技有 限公 司， 广东 广州 ５ １ １ ４ ５ ３ ）
由于谐振 回路是由输 电线路电感或者变压器漏感等不带铁芯的电感元件 构成或励磁特性接近线性 的带铁芯的电感元件和存 在系统之中的电容元 件构成 。第二 ， 铁磁谐振过电压 中， 由于在谐振 回路中主要 由带有铁 芯的 电感元件和系统之中的电容元件所构成 ，因而带有铁芯的电感元件极易 出现饱和的现象 ， 从而就使得回路 中的电感参数形成非线性 的图像 ， 一旦 满足一些谐振 的条件那么就会产生所谓的铁磁谐振。 第 三， 就是参数谐振 过电压 ， 在这种过电压发生中 ， 主要是 由拥有周期性的电感元件与系统之 中的电容元件进行 回路的组成 ，如果参数可以配合那么由于电感元件的 发生周期性 的变化 ，就会 向谐振系统不断输送能量 ， 从 而形成谐振过电 压， 在解决谐振过电压 的措施 中， 主要有 ： 首先， 如果进 行断路工作时 ， 一 定要保证断路器的同期 ， 以防非全相运行而生成谐 振过电压 ； 其次 ， 可以 的话尽量在并联高压电抗器的中性点进行小电抗 的加装 ， 从而阻断非全 相在运行过程中工频 电压的传递 和串连谐振 ； 最后 ， 就是 为了尽量的防止 谐振过电压 ， 要尽量破坏发电机能够生成 自 励磁 的条件 。 ２ ＿ ３ 工频过电压所产生的原因和避免的措施。在工频过电压产生 的原因 中， 主要有 ； 第一 ， 这种过电压 主要是长线路的电容效应和电网的运行方 式突变所 引起的 ， 它的特点就是持续 的时间相对较长 ， 但是过电压 的倍数 却不是很高 ， 因而对电气设备 的绝缘威胁性不是很大 ， 但是对于确定远距 离输 电和超高压 的绝缘水平非常重要 ； 第二 ， 由不对称 的短路所 引发 的工 频过电压 ， 在单相断路或者两相不对称短路时 ， 非故障相 电压能够达到 比 较高 的数值 ； 第 三， 就是甩 负荷的瞬间引发 的工频过电压 ： 其一 ， 在线路 中 下其倍数相对较高 ， ３ ３ ０ ｋ Ｖ以及这之上 的超 高压 的系统绝缘水平 是由操 输送 大功率 的时候 ， 发电机的电势要 比母线 的电压高 ， 在甩负荷之后 ， 发 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 电机本身的磁性不会发生突变，只能在这段时间内维持大功率输送的暂 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 ， 态电势 ， 使得工频电压得以升 高； 其二 ， 在线路末端的断路器跳闸之后 ， 空 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 ， 载 的线路依然是电源在充 电， 电容效应较为显著， 使得 工频电压过高 ； 其 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 ， 三， 在甩负荷之后发电机 的转速会相应的增加， 这使得 电势和频率升高 ， 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 因而工频电压也就升高了。限制工频过 电压的措施 主要有 ： 首先 ， 并联高 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 压 电抗器补偿空载线路的电容效应 ； 其次 ， 静止无功补偿器补偿空载线路 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 电容效应 ； 另外 ， 变压器中性点直接接地降低不对称故障引起的工频电压 线电压 。 一旦单相接地而且是通过间歇性燃烧的电弧的形式 ， 那么在系统 升高 ； 再者 ， 发电机配置性 能良好 的励磁调节器或调压装置 ， 使发电机甩 中的正常相和故障相中都会有过电压 的产生 ， 这种情况的过电压也称作 负荷时抑制容性电流对发电机助磁 电枢反应， 防止过电压的产生和发展 。 电弧接地过电压 ， 这种类型过电压的本质就是高频振荡。 也就是在 中陛 点 最后 ， 发电机 配置反应灵敏的调速系统 ， 甩负荷时限制发电机转速 的上升 不接地系统中 ， 当发生一相接地故障时 ， 常出现 电弧， 由于系统中存 在线 造 成 的工频 过 电压 。 路电容和电压互感器电感 ， 及有可能引起线路某一部分的振荡 ， 当电流经 ２ ． ４ 大气过电压产生的原 因和解决 的 措施 。大气过电压又称为外部过 电 振荡点或工频零点时 ， 电弧可能暂时熄灭 ， 之后当事故 相上电压升高后 ， 压， 包括对设备 的直击雷过电压和雷击 于设备附近时在设备上感应的过 电弧则可能重燃 ， 这种 断断续续 的、 熄灭和重燃交 替进行 的对地 放电 ， 将 电压 。 为防止直击雷对变电站设备 的侵害， 变电站装有避雷针和避雷线 。 为 造成在正常相及事故相上 出现过电压，使系统内的绝缘薄弱部分有可能 防止进行 波的侵害 ， 按 电压等级装 阀型避雷器 、 磁吹避雷器 、 氧化锌避雷 遭受击穿放炮。 单相接地故障在系统中出现的机会较多， 因而引起这种过 器和与此配合的进线保 护段 ， 即架空地线 、 管型避雷器或火花间隙 ， 在 中 电压的可能性是很大的，故应对其危害有足够的重视。１ ９ ９ ８ 年前唐钢的 性点不接地系统中装消弧线圈 ， 可减少雷击跳闸次数 。 所有防雷设备都装 ６ ０ ％ 电气放炮事故都是 由一相接地故障引起的。第四， 在将 空载变压器切 有可靠的接地装置 。防雷装置的主要功能是引雷 、 泄流 、 限幅 、 均压 。 过电 除的过程中容易产生过 电压 ，产生 的原因就是当变压器的空载 电流发生 压可能引起电气设备绝缘弱点 的闪络及 电气绝缘的损坏甚至烧毁。在超 突变的时候变压器的绕组磁场的能量就会全部转化成电场的能力 ，从而 高压 系统 中， 内部过 电压是反 映绝缘水平的主要因素之一 ， 因此了解过 电 变压器就会发生等值电容的充电， 导致过 电压的出现。在解决这些情况下 压产生的原因采取相应限制过 电压措施对 电力系统运行及检修人员是 十 的过程中主要采取的措施有 ： 选择使用灭弧能力更加强 的高压断路器 ； 在 分必要的。 进行断路工作 的时候注意提升动作的同期性 ；在断路器的端 口 进行并联 参考文献 电阻 的加装 ； 在避雷器的选取上要选择性 能更加优 良的； 注意将电网中性 ［ １ 】范文锋 ， 张玉平 ， 赵 洪城， 等． 谐振过 电压的限制方法 ． 热电技术 ， ２ ０ ０ ７ （ ３ ） ． 点 的接地运行。 ２ ． ２ 谐振过电压 的产生原 因以及解决的措施 。所谓谐振过电压就是 由于 【 ２ 】杨奎 ， 曾辉， 迟春娟． 从运行方式看电力 系统供配电网的发展【 Ｊ ｌ 新 疆电 在 电网中， 由于电容和电感元件 的参数进行不恰 当的组合 ， 使得谐振得 以 力． ２ ０ ０ ６ （ ４ ） ． 产生 ，这种过程中产生的过电压所具有的特点是倍数较高而且持续 的时 【 ３ 】 杨鹏程 ， 陈水明， 周宗川 ， 等． ７ ５ ０ ｋ Ｖ沿线多组避 雷器限制操作过电压研 间要 比操作过 电压要长 ， 这种 过电压产生的原 因有很多 ， 主要包括 ： 线性 究叨． 清华大学学报 ， ２ ０ ０ ８ （ １ ０ ） ． 的、 铁磁 的和参数的三类谐振过 电压 ， 第一 ， 线性 的谐振过 电压 中， 主要是 『 ４ Ｉ 胡平＿ 电力 系 统过电压的产生及限制措施 湘电培训与教学， ２ ０ ０ ６ （ ３ ） ．
作者简介 ： 韦卫红（ １ ９ ７ ５ 一） ， 女， 广 西南宁人 ， 广西电力职业技术学院 电力 系， 助教 ， 主要研 究方向 ： 电力 系统及其 自 动化。 邵翠辉（ １ ９ ７ ３ 一） ， 男， 广 西南宁人 ， 广州市番 禺立信 防雷科技有限公 司， 主要研 究方向 ： 系统防雷。
摘 要： 现通过介绍过电压的概念引出其 产生的原 因， 然后 通过对其原 因的探究得 出相应的控制 策略 ， 主要论述 了过 电压 的成 因和解决措施。 关键词 ： 谐振 ； 过 电压的产生 ； 原 因与措施 １ 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 ， 内部过电压发生的根本原因还是 由于系 统内的电磁能集聚和振荡所引发的。 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 ， 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２ ２ ０ ｋ Ｖ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。 ２ 浅探 电力系统过电压产生的原 因以及解决的措施 ２ ． １ 操作过 电压产生 的原因以及解决 的方案。上面我们提到了内部过电 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