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第二篇电力系统过电压及其防护 第六章 电力系统内部过电压 电力系统内部过电压 内部过电压及其分类 电力系统内部过电压 电力系统内部过电压 6.1 电力系统操作过电压 电力系统常见操作过电压种类 切除空载线路过电压 合空载线路过电压 切除空载变压器过电压 解列过电压 电弧接地过电压（中性点不直接接地系统） 6.1 电力系统操作过电压 电力系统中的电容、电感元件均为储能元件。当系统操作或故障使其工作状态发生变化时，将产生电磁能量振荡的过渡过程。在设备上将会产生数倍于电源电压的过渡过程过电压。它是高频振荡、强阻尼、在几毫秒至几十毫秒后衰减消失的过电压。 6.1 电力系统操作过电压 在不同电压等级中起主导作用的操作过电压类型： 6～10kV，35～60kV：电弧接地过电压 110～220kV：切空载变压器，切除空载线路过电压 330～500kV：合空载线路过电压 切除空载线路等值电路 空载线路分闸过电压的产生过程 过电压产生的根本原因：断路器的电弧重燃 限制过电压的措施： 提高断路器的灭弧性能，减少或避免电弧重燃； 在断路器中加装并联分闸电阻； 装设避雷器。 1、计划性合闸过电压 Umax ＝ U稳态 ＋（U稳态－U起始）＝ 2 U稳态－U起始 空载线路U起始＝0； Umax ＝ 2 U稳态＝2Em 非短路相在Em或－Em峰值处熄弧（负载为空载线路） 重合闸在0.5s后进行，当电源极性与线路残余电压相反时，最大振荡电压为3 Em。 影响过电压产生的主要因素： 合闸相位； 线路残余电压的大小与极性； 线路损耗。 限制过电压的措施： 在断路器中加装并联合闸电阻； 采用同步合闸； 消除和削弱线路残余电压（电磁式电压互感器） 装设避雷器。 过电压产生的原因： 截流现象：流过电感的电流在到达自然零点前被断路器强行切断，使得储藏在电感中的磁场能量被强迫转化为电场能，导致电压的升高。 切空变容易发生截流现象。 切断100A以上的交流电流时，电弧通常都是在工频电流自然过零时熄灭的；但当被切断的电流较小时（空载变压器的激磁电流很小，一般只是额定电流的0.5％～5％，约数安到数十安），电弧提前熄灭，亦即电流会在过零之前就被强行切断。 切除空载变压器等值电路及波形图 切除空载变压器的过电压分析 影响因素： 断路器的性能（灭弧能力越强，切断电流能力越强，过电压越高）； 变压器的参数（电感越大，电容越小，过电压越高） 。 限制措施： 变压器侧加装阀式避雷器。 1、电弧接地过电压概述 电弧接地过电压主要发生在中性点不接地的电网中系统出现单相接地故障时。接地点产生接地电弧，并流过非故障相的电流，这种电容电流在6～10kV（30A）、35～60kV （10A）中难以自行熄灭。由于电弧不稳定（间歇性电弧），引起系统强烈的电磁振荡过程，产生电弧接地过电压。 2、电弧与故障点电流关系 工频电流过零时熄弧的条件下，间歇电弧接地过电压的发展过程 影响过电压的因素 电弧熄灭与重燃的相位 系统的相关参数 相间电容、线路损耗 中性点接地方式 防止间隙电弧接地过电压的措施 中性点直接接地； 中性点经消弧线圈接地； 中性点不接地系统分网运行。 消弧线圈及其对电弧接地过电压的限制作用 消弧线圈及其对电弧接地过电压的限制作用 五、铁磁谐振过电压 谐振是指振荡回路中某一自由振荡频率等于外加强迫频率的一种稳态或准稳态现象。在这种周期性或准周期性的运行状态中，发生谐振的谐波幅值会急剧上升。 谐振回路中包含有电感L、电容C和电阻R，通常认为系统中的C和R（避雷器例外）是线性元件，而电感L有三种不同的特性：线性电感、非线性电感和周期性变化电感，因此相应地振荡回路就具有三种不同特点的谐振现象： 线性谐振 非线性谐振（铁磁谐振） 参数谐振 串联铁磁谐振等值回路和电路特性曲线 基波铁磁谐振过电压必要条件 主要内容 绝缘配合的原则和方法 输变电设备绝缘水平的确定 架空输电线路绝缘水平的确定 1 绝缘配合的基本概念 绝缘配合的根本任务： 正确处理过电压和绝缘这一对矛盾，以达到优质、安全、经济供电的目的。 1 绝缘配合的基本概念 绝缘配合的定义： 综合考虑电气设备在电力系统可能承受的各种电压（工作电压和过电压）、保护装置的特性和设备绝缘对各种电压的耐受特性，合理地确定设备必要的绝缘水平，以使设备的造价、维修费用和设备绝缘故障引起的事故损失，这三方面综合费用最小，从而在经济上和安全运行上达到总体效益最高的目的。 绝缘配合的核心问题： 绝缘配合的核心问题是确定电气设备的绝缘水平。 1 绝缘配合的基本概念 确定电气设备绝缘水平的试验类型 短时（ 1分钟）工频耐压试验 常时间工频耐压试验 操作冲击耐压试验 雷电冲击耐压试验 1 绝缘配合的基本