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电力系统内部过电压汇报人：AA2024-01-21过电压现象及危害内部过电压产生机理过电压防护措施与策略仿真分析与实验验证实际应用案例分享未来发展趋势与挑战CATALOGUE目录01过电压现象及危害过电压现象描述010203暂时过电压操作过电压雷电过电压由于开关操作或系统故障引起的电压暂时升高，持续时间较短。由于电力系统中断路器、隔离开关等操作引起的过电压。由于大气中的雷云放电引起的过电压，具有幅值高、波前时间短的特点。对设备绝缘危害加速绝缘老化产生局部放电击穿绝缘过高的电压可能导致设备绝缘击穿，引发设备故障。长期过电压作用会加速设备绝缘的老化过程，缩短设备使用寿命。过电压可能导致设备内部产生局部放电，进一步损坏绝缘。对系统运行稳定性影响系统振荡过电压可能引发系统振荡，导致系统失稳。保护装置误动过电压可能导致保护装置误动作，扩大事故范围。设备损坏导致停电设备因过电压损坏可能导致停电事故，影响供电可靠性。02内部过电压产生机理操作过电压产生机理空载线路合闸电弧接地当空载线路合闸时，由于线路电容效应的存在，会在合闸瞬间产生较高的过电压。当系统中发生单相接地故障时，如果接地电弧不能自熄，将会产生间歇性的电弧接地过电压。空载变压器分闸当空载变压器分闸时，由于变压器磁通的突变，会在分闸瞬间产生较高的过电压。谐振过电压产生机理线性谐振当系统电感元件和电容元件的参数匹配时，会发生线性谐振，产生较高的谐振过电压。非线性谐振当系统中存在非线性电感元件（如铁磁元件）时，在一定条件下会发生非线性谐振，产生更高的谐振过电压。工频过电压产生机理对地电容不平衡当系统中存在对地电容不平衡时，会引起中性点位移，从而产生工频过电压。空载长线路电容效应当空载长线路末端存在感性负载时，由于线路的电容效应，会在线路末端产生较高的工频过电压。发电机突然甩负荷当发电机突然甩负荷时，由于发电机定子绕组中的磁通突变，会在定子绕组中产生较高的工频过电压。03过电压防护措施与策略避雷器选择与配置避雷器参数配置根据系统参数和过电压水平，合理配置避雷器的额定电压、残压、通流容量等参数。避雷器类型选择根据电力系统电压等级和过电压特性，选择合适的避雷器类型，如金属氧化物避雷器、碳化硅避雷器等。避雷器安装位置将避雷器安装在电力系统的关键位置，如变电站进线、出线、母线等，以有效限制过电压的幅值和持续时间。接地网设计与优化接地网设计原则遵循等电位联结、均压分布、降低接地电阻等原则，设计合理的接地网结构。接地材料选择选用导电性能良好、耐腐蚀的接地材料，如铜、镀锌钢等。接地电阻降低措施通过增加接地极数量、扩大接地网面积、采用降阻剂等措施，降低接地电阻，提高接地效果。降低系统阻抗措施系统结构优化采用低阻抗设备无功补偿措施通过合理规划电力系统结构，减少不必要的电气距离和元件数量，降低系统阻抗。选用低阻抗的变压器、断路器、隔离开关等设备，以降低系统整体阻抗。合理配置无功补偿装置，如并联电容器、静止无功补偿器等，提高系统功率因数，降低系统阻抗。04仿真分析与实验验证仿真模型建立及参数设置参数设置设置模型中各元件的参数，如电源电压、变压器变比、输电线路长度和阻抗、负载大小和类型等。建立电力系统仿真模型根据电力系统的实际结构和参数，建立包含电源、变压器、输电线路、负载等元件的仿真模型。仿真软件选择选择合适的电力系统仿真软件，如PSCAD、MATLAB/Simulink等，进行仿真分析。不同场景下仿真结果分析正常运行场景01在正常运行条件下，分析电力系统的电压、电流、功率等参数的仿真结果，并与理论值进行比较。0203故障场景不同运行方式场景设置不同类型的故障，如单相接地短路、两相短路等，分析故障对电力系统内部过电压的影响及仿真结果。改变电力系统的运行方式，如并列运行、分列运行等，分析不同运行方式对内部过电压的影响及仿真结果。实验验证方法及结果展示实验设备准备01准备相应的实验设备，如高压电源、变压器、输电线路模型、负载模型等。实验过程设计02设计实验过程，包括实验接线、操作步骤、数据采集等。实验结果展示03通过实验得到电力系统内部过电压的实际数据，与仿真结果进行对比分析，验证仿真模型的准确性和有效性。同时，可以通过图表等形式展示实验结果，以便更直观地了解内部过电压的特性。05实际应用案例分享某地区电网过电压治理案例过电压现象描述01该地区电网频繁出现过电压现象，导致设备损坏、保护误动等问题。原因分析02经过调查，发现该地区电网存在无功补偿不足、系统谐振等问题，导致过电压产生。治理措施03采取增加无功补偿装置、优化系统运行方式等措施，有效降低了过电压发生的概率和幅值。某大型变电站过电压防护案例过电压风险评估该变电站为重要枢纽变电站，过电压对其影响重大，需进行全面风险评估。防护措施设计根据风险评估结果，设计采用