电力系统操作过电压

电力系统操作过电压
第二节
谐振过电压
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一、谐振过电压及其分类
1.谐振过电压定义
具有电感电容等元件的电力系统 可以构成一系列不同自振频率的振荡回路， 当系统进行操作或发生故障时，某些振荡 回路就有可能与外加电源发生谐振现象， 导致系统中某些部分(或设备)上出现过电 压，这就是谐振过电压。
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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
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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
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笫六章
电力系统操作过电压
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操作过电压
❖ 操作过电压：是由系统中断路器操 作中各种故障产生的过渡过程引起的。
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❖ 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
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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
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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
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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
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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
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二、铁磁谐振的基本原理
1、铁磁谐振
产生谐振条件:
L 1 C
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2、物理过程 (1)串联铁磁谐振回路的伏安特性
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（2）分析时注意： 产生铁磁谐振的必要条件 正确分析平衡点的稳定性
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2、断线引起的谐振过电压 由于线路故障断线、断路器的不同期切合和 熔断器的不同期熔断时而形成 限制断线过电压可采取以下措施： (1)保证断路器的三相同期动作，不采用熔断器
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(2)加强线路的巡视和检修，预防发生断线
(3)断路器操作后有异常情况，可立即复原， 并进行检查 (4)在中性点接地电网中，操作中性点不接 地的负载变压器时，应将变压器中性点临时 接地。
❖ 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
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五、甩负荷时引起的工频电压升高
❖ 六、工频电压升高的限制措施 ❖ 1、利用并联电抗器补偿空载线路的电容效应 ❖ 2、利用静止补偿装置（SVC)限制工频过电压 ❖ 3、采用良导体地线降低输电线路的零序阻抗
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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
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（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
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3.主要特点：
L （1）对于一定的 L 0 值当 C
1
2
都可能产生铁磁谐振
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
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三、几种常见的谐振过电压
1、传递过电压 发生于中性点绝缘或经稍弧线圈接地的电网中
通过静电耦合和电磁耦合，在变压器的不同绕 组之间或相邻的输电线路之间发生电压的传递 耦合回路在不利参数配合下将出现线性或铁磁 谐振过电压
笫五章
电力系统的工频过电压
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一.过电压的分类
过 电 压
大气过电压
内部过电压
操作过电压 暂时过电压
暂时过电压包括谐振过电压及工频过电压
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二、工频过电压 1、定义 在正常或故障时，电力系统中所出现 的幅值超过最大工作相电压、频率为工 频（50Hz）或接近工频的过电压称为工 频过电压
较线路首端电压有较大的升高 电容效应：在无负载电流的情况下，回路中流过容性电 流，于是线路末端将有较大的电压升高
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2、线路较长时 （1）等值电路图
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（2）线路距末端X处电压分布
Ux
Ecos cos cos()
arc xL0
Z x
式中 E ----系统电源电压
Z ---导线波阻
x L 0 ----系统电源的等效电抗
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v
v ---光速
l al v
a
x ---该点到线路终端的距离
---电源角频率
l ---线路长度
v
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线路末端电压最高
.
.
.
E cos
U 2 cos(l )
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
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3、电磁式电压互感器饱和引起的谐振过电压
在接有Y0接线的电磁式电压互感器的中性 点不接地系统中，当出现某些扰动，使电压 互感器各相电感的饱和程度不同时，有可能 出现较高的中性点位移电压而激发起谐振过 电压。
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常见的扰动有：电压互感器的突然合闸、 由于雷击或其他原因发生瞬间单相弧光接地、 传递过电压 限制措施： (1)选用励磁特性较好的电压互感器或 改用电容式电压互感器 (2)在电磁式电压互感器的开口三角绕 组中加阻尼电阻 (3)在母线上加装一定的对地电容 (4)采取临时的倒闸措施