第12章 电力系统操作过电压.ppt

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1、第12章电力系统操作过电压12.1间歇电弧接地过电压12.2空载变压器分闸过电压12.3空载线路分闸过电压12.4空载线路合闸过电压12.5解列过电压1、操作过电压：系统中操作或故障使其工作状态发生变化时，会产生电磁能量振荡的过渡过程。电感元件贮存的磁场会在某一瞬间转换为电场能贮存于电容元件中，产生数倍于电源电压的过渡过程过电压，称为操作过电压。2、特点：高频振荡、幅值高、持续时间短。3、研究意义：电气设备正常的绝缘能承受3～4倍过电压，当电压等级提高后，如仍按此进行设计，费用迅速提高，需采用专门措施，限制操作过电压。4、常见的操作过电压：间歇电弧接地过电压；空载变压器分闸过电压；空载

2、线路分闸过电压；空载线路合闸过电压；解列过电压。12.1间歇电弧接地过电压在中性点不接地系统中，发生稳定性单相接地时，非故障相对地电压升至线电压，一般允许带故障运行一段时间（一般不超过2h）。1、间歇电弧接地过电压：当单相接地电弧不稳定，处于时燃时灭的状态时，这种间歇性的电弧接地使系统工作状态在时刻发生着变化，导致电感电容元件之间的电磁振荡，形成遍及全系统的过电压，这就是间歇电弧接地过电压，或称弧光接地过电压。2、间歇电弧的特点：当10kv系统中接地电流小于30A、或35kv系统中接地电流小于10A时，接地电弧不易重燃。电弧的熄灭与重燃时刻决定了电弧接地过电压的形成和发展。3、过电压的

3、形成过程：当A相产生接地电弧（短路）时，B、C相的电压上升为线电压，又由于振荡过程会产生过电压。此时接地电弧中产生接地电流，当此接地电流经过第一个零点时，电弧熄灭。再经过若干时间，A相电压到达新的峰值。如果此时电弧重燃，新的振荡过电压比上一次会更高。电弧形成前：电弧形成后：4、限制措施：间歇电弧接地过电压倍数一般不超过3.1，正常绝缘设备一般能承受。但此种过电压持续时间长，遍及全系统，会对局部绝缘弱点造成威胁，可采用下列几种措施来消除间歇电弧。中性点直接接地，避免中性点偏移；中性点经消弧线圈接地，避免断路器频繁动作；若线路过长，可采用分网运行，减小接地电流。12.2空载变压器分闸过电压

4、1、空载变压器分闸过电压：切除空载变压器，以及电动机、电抗器、消弧线圈等电感性元件时，被开断的感性元件中储存的能量释放出来，产生振荡，将形成分闸过电压。2、过电压的形成过程：分闸前：分闸后：变压器侧对地电容的能量：变压器激磁阻抗的能量：当能量全部转化为电场能时产生过电压：其过电压倍数：可见，空载变压器分闸过电压产生的根本原因是电感电流被突然切断。空载变压器分闸时产生的过电压一般不超过5倍。如三相变压器的中性点不直接接地，三相动作的不同步会导致过电压比单相高50％左右。3、限制措施：限制切空变过电压，一般采用加装氧化锌避雷器。由于切空变过电压的幅值虽然高，但持续时间短、能量不大，故氧化锌

5、避雷器一般能够满足其容量要求。12.3空载线路分闸过电压1、空载线路分闸过电压：开断空载线路、电容器组等容性元件时，若断路器有重燃现象，则被分闸的容性元件会通过回路从电源处继续获得能量并积累起来，形成过电压。2、过电压的形成过程：线路上过电压＋3、－5、＋7、－9…重燃次数越多，过电压越高。实际中过电压一般在2.5倍以下，但测量到过4.8倍分闸时：可见，空载线路分闸过电压产生的根本原因是断路器重燃。分闸后经过：此时断路器两端压差大，如发生重燃，会产生过电压：此时断路器两端压差大，如再次重燃，会产生过电压：假设在处断路器重新开断，经过一段时间后：按上述分析，空载线路分闸过电压可以无限增大

6、。但由于断路器重燃和熄灭的时间具有随机性，电磁振荡还有阻尼性，因此一般过电压不超过3倍。另外，中性点不接地系统，由于三相之间不对称动作，会导致过电压增大20％左右。3、限制措施：改善断路器结构，提高介质灭弧能力，避免重燃。降低断路器触头间恢复电压。断路器触头间并联电阻；断路器线路侧接电磁式电压互感器；断路器线路侧并联电抗器。12.4空载线路合闸过电压1、空载线路合闸的种类：正常运行的计划性合闸；线路故障切除后的自动重合闸。2、计划性合闸：以上分析没有考虑合闸前的残余电压及线路参数的分布性，实际过电压一般小于2，通常为1.65～1.85。3、自动重合闸：由于初始条件的不确定性，自动重合闸

7、产生的过电压要比计划性合闸产生的过电压严重。过电压系数一般大于2，甚至会接近于3。4、限制措施：降低工频稳态电压；消除和削减线路残余电压；采用带有合闸电阻的断路器；同步合闸；采用性能良好的避雷器。12.5解列过电压1、解列过电压：多电源供电系统中，出现异步运行或非对称短路而使系统解列时，在其形成的单端供电空载线路上会产生解列过电压。2、过电压的形成过程：解列前：解列后不考虑线路压降：解列后过电压：解列后会产生接近于3倍的过电压，断路器触头的恢复