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内部过电压概论 一、内部过电压的分类 内部过电压的定义 内部过电压的特点 内部过电压的分类 内部过电压 二、工频过电压概述 工频过电压的定义 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，避雷器的额定电压（灭弧电压）规定为系统最高运行线电压的1.1倍，称为110％避雷器 例如10kV系统的最高运行线电压按1.15Ue考虑，避雷器的额定电压（灭弧电压）为12.7kV 35~60kV系统，工频电压升高可达系统的最高运行线电压，避雷器的额定电压（灭弧电压）规定为系统最高运行电压的100％，称为100％避雷器 例如35kV阀型避雷器的额定电压（灭弧电压）为41kV 工频过电压的限制措施 500kV、336km空载线路合闸过电压倍数 K 随时间的变化曲线 合闸后0.1秒内的电压升高：是高幅值、强阻尼、高频率的操作过电压 三、谐振过电压概述 谐振过电压特点及分类 线性谐振 非线性谐振（铁磁谐振） 参数谐振 四、操作过电压概述 操作过电压发生在由于“操作”引起的过渡过程 “操作”：分、合闸空载线路 分、合闸空载变压器、电抗器 各类故障，例如接地故障、断线故障等 系统的运行状况发生突然变化，导致系统内部电感元件和电容元件之间电磁能量的互相转换，转换常常是强阻尼的、振荡性的过渡过程 与工频电压升高和谐振过电压相比，其特点： 过电压幅值高 强阻尼、高振荡性 持续时间短（几个到几十个毫秒） 操作过电压类型 决定电力系统绝缘水平的依据之一 对于电压等级低一些的系统，操作过电压虽不是决定绝缘水平的因素，但常因间隙电弧过电压等引起事故 随着系统电压的提高，操作过电压的问题就突出出来，若不采取限压措施，将导致设备绝缘费用的迅速增加，因此330kV及以上超高压、特高压系统操作过电压及其限制措施的研究就非常重要 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 采取必要措施将操作过电压限制在规定水平以下 线路上装设并联电抗器，限制工频电升高 改进断路器性能，采用带有并联电阻的断路器 采用金属氧化物避雷器限制操作过电压 五、内部过电压案例 -----切空线操作过电压 原因是分闸过程中触头间电弧重燃现象所引起的 过电压产生原理 切空线过电压发展过程 断路器的工频电流（容性电流），过零电弧熄灭，此时电容C2上的电压为最大值 按最严重情况考虑：当恢复电压达2Em时重燃，C1C2并联，重然电压： U10=(-EmC2+EmC1)/(C1+C2) 通常C1C2，故U10=-Em； C2上的电压从将从-Em过渡到Em 过电压幅值＝稳态值＋（稳态值－初始值） ＝Em＋［ Em ＋（－ Em ）］ ＝3 Em 即初始值为Uc(0)=-Em的重合闸过程，振荡的过电压达到3Em 主要影响因素 断路器的性能 切除电容负载时产生过电压的根本原因是断路器的重燃，改进断路器结构，提高触头间介质强度的恢复速度，避免重燃，可从根本上消除这种过电压 先断主触头DL1，将R串入回路：一是泄放残余电荷，二是降低触头间电压，此过程希望R值小 经1.5～2周波，再断开辅助触头DL2，此过程希望R大，电容上分压小，恢复电压小，不易重燃 超高压少油断路器由于灭弧性能良好，考虑到少油断路器加并联电阻在结构上有困难，所以未装并联电阻 要求在断路器并联电阻失灵或其他意外情况出现较高幅值的过电压时应能可靠动作，将过电压限制在允许范围内 L1：电源等值漏感 L2： 线路电感 C1： 母线侧对地电容 C2： 线路电容 e(t)：电源电势 开断空载线路等值电路 经过半个周期，恢复电压达到最大值（2Em）。如果断路器断口处介质强度恢复很快，电弧从此弧灭，分闸过程结束，不会产生过电压，否则可能重燃 不考虑线路上残余电荷泄漏， C2上的电压保持为－Em, 断路器触头间恢复电压Ur (t)为 t1 ：第一次熄弧 t2 ：第一次重燃 重燃后，伴随高频振荡电压的出 现，回 路中流过容性的高频电流，当Uc达到3Em时，高频容性电流恰好过零。电弧可能再次熄灭，电容C2上将留有数值为3Em的残压 再过半个周波，此时恢复电压达４Em。重燃后， 过电压幅值＝稳态值＋（稳态值－初始值） ＝－Em＋（－Em －3 Em ） ＝－5Em 依次类推，每隔半个工频周期就重燃一次和熄弧一次，过电压将按7Em，-9 Em ??????逐次增加，直到触头间已有