铁磁谐振过电压

图3-4
3.3.1.2 空载线路的合闸过电压
空载线路的合闸过电压是常见 的一种操作过电压。空载线路 合闸有两种情况，即计划性合
闸和自动重合闸。
一、计划性合闸引起的过电压
A QF B L
在计划性合闸之前，
i
线路上一般不存在
e (t)
C T u 残余电荷，初始电压
为零，在合闸初瞬间
的暂态过程中，电源
，
I2 I3 3CUph
IC 3I2 3CU ph
图3-10
t t1
U2m(t1)U3m(t1)稳态值＋（稳始 态值 值） － ＝2稳态值－初始值
t t2
＝ 2 ( 1 .5 U ph ) m ( 0 .5 U ph ) m 2 .5 U phm
u1(t2) 0
u2(t2 )u3(t2 )1.5Uphm
u 1 ( t2 ) u A ( t2 ) U N D U ph U m ph 0 m
u 2 ( t2 ) u B ( t2 ) U N D 0 .5 U ph U m ph 1 m .5 U ph
u 3 ( t 2 ) u C ( t 2 ) U N D 0 .5 U p h m U p h m 1 .5 U p h m
1 2
CTU
2 phm
CT
LT
I0 CT
WL
1 2
LT I02
WC 12CTU02
＝ 1
2
CTU
cm
2
1 2
LT
I
2
0＋
1 2
C
T
U
0
2
U cm ＝
LT CT
I02
U02
U cm
＝
m
LT CT
I02
U02
U cm ≈
m
LT CT
I02
mZTI0
图3-8
KU cm
U phm
mZT2π1 fL T
t
2
t
2
t2
t t3 t2
t3
t2
T 2
U phm
u1
U 2( t m 3 ) U 3 ( t m 3 ) 2 ( 1 .5 U p) h 0 m .5 U p h 3 m .5 U ph
由以上分析可知，按工频熄弧理
论分析得到的非故障相的过电压 倍数为3.5，故障相的最大过电 压倍数为2倍，过电压的波形具 有同一极性，且故障相不会产生 振荡过程。
三、影响合闸过电压的因素及限制 措施
1．影响因素
(1)合闸相位 (2)线路损耗 (3)线路残余电
压的变化
2．限制措施 (1)装设并联合闸阻 (2)采用单相自动重
合闸
(3)同步合闸 (4)利用避雷器保护
3.3.1.3 切除空载变压器过电压
切除空载变压器也是电力系统中常见 的一种操作。切除空载变压器就是开 断一个小容量电感负荷，这时会在变 压器上和断路器上出现很高的截流过 电压。
图图39-－5 5 空 载 线 路 合 电压通过等值电感 闸 时 的 等 值 电 路 对空载线路的等值电容
充电，回路中将发生高频振荡过程。
稳态值＋（稳态值－初始值） ＝ E m＋（ E m－0）＝2E m
稳态值＋(稳态值－初始值) ＝ E m ＋［ E m－（－ E m）］ ＝3 E m
图3-6
一、过电压产生的物理过程
L S 为电源等值电感，C S为母线对地电容，
LK 为母线至变压器连线的电感，
C T 为变压器绕组及连接线的对地电容
L T 为变压器的励磁电感
u (t)
LS
QF
i
iL
iC
CS
Байду номын сангаасLT
CT
uC
LK
图 图9 －3-77 切 除 空 载 变 压 器时的等值电路
iL
CT
iL
U0
U
phm
f0 mf
CT
CTLKCS
CT
二、影响过电压的因素与限制措施
1．影响过电压的因素 (1)断路器的性能 (2)变压器的特性 (3)变压器中性点接地方式 2．限制过电压的措施
可用磁吹阀式避雷器或金属氧化物避 雷器来限制
3.3.1.4 电弧接地过电压
中性点不接地系统中发生单相接地故 障时，经过故障点的电容电流处于某 一范围内时，可能出现电弧的燃烧与 熄灭的不稳定状态。这种间歇性的电 弧将导致系统中电感——电容回路的 电磁振荡过程，产生遍及全电网的间 歇性电弧接地过电压。
触头间有足够的绝缘强度，电弧不再 重燃为止。
二、影响分闸过电压的因素及限制 措施
1．影响分闸过电压的主要因素
(1)断路器的灭弧性能 (2)电网中性点接地方式 (3)母线上的出线数 (4)线路的电晕损失及电磁式电压互感 器
2．限制分闸过电压的主要措施
(1)提高断路器的灭弧能力 (2)加装并联电阻 (3)利用线路金属氧化物避雷器来保护
二、影响电弧接地过电压的因素
1．电弧燃烧与熄灭的随机性 2．输电线路的相间电容及回路损耗 3．中性点的接地方式
三、限制措施
1.采用中性点直接接地方式.
这时单相接地将造成很大的单相短路电 流，断路器将立即跳闸而切断故障，经 过一段短时间歇，让故障点电弧熄灭后 再自动重合，如能成功，可立即恢复送 电；如不能成功，断路器将再次跳闸， 不会出现断续电弧现象。
一、过电压产生的物理过程
Q F LT
LT
LS A B 2
2
e(t)
CT
QF AB
L
i
e(t)
CT
u
(a)
(b)
图图39-－1 1 切除空载线路时的等值电路
（a）等值电路；（b)简化后的等值电路
e(t)Emcots
i(t) Em cost (90)
XCXL
u (t )
CT
e(t)
图3-2
t t1
t1
u AB
t t2
u AB 2Em
，
t t2
u AB
e(t) Em
u AB
Em
Em
图3-3
过电压幅值＝稳态值＋(稳态值－初始值)
＝ ＋［ E m
E m －（－E m）］＝3 E m
t t3
Em
Em
CT
稳态值＋（稳态值－初始值）
＝－ E m ＋（－E m－3 E m）
＝－5 E m
• 假定继续每隔半个工频周期电弧重燃 一次，则线路上的过电压将按 3 E m、 －5 E m、7Em、……的规律变化，直到
一、过电压发展的物理过程
+.
. UA -
-
U
-
B.
UC
+N +
.
IC F
2
.
I2
3
.
1
I3
C1 C3 C2
. . UB
U BA
.
. I3
IC
.
I2
. UC .
UCA
.
UA
（a)
(b)
图39-－9 9 中性点绝缘系统发生单相接地的电路图及 相量图
(a)电路图；(b)相量图
C1 C2 C 3
C1C2C3C
子情境3.3电力系统 过电压与绝缘配合
任务3.3.1电力系统操作过电压
要求
熟悉电力系统中内部过电压的产生 和发展过程，能正确利用各种措施 避免或抑制电力系统中的内部过电 压.
3.3.1.1 空载线路的分闸过电压
切除空载线路是电力系统 常见的一种操作。产生过电 压的根本原因是断路器分闸 过程中的电弧重燃现象。