工频过电压

电力系统工频过电压的计算与仿真项目课本项目课是围绕电力系统工频过电压的计算与仿真展开的课程，旨在帮助学生深入掌握电力系统中过电压的形成机理、计算方法以及仿真技术，并能够应对实际工程中出现的过电压问题。

本项目课的主要内容包括：
1. 工频过电压的形成机理和特点：介绍电力系统中工频过电压的来源、形成机理和特点，帮助学生了解过电压问题的本质。

2. 工频过电压的计算方法：介绍电力系统中工频过电压的计算方法，包括短路电流计算、过电压传播计算、过电压分析等，通过理论分析和实际案例分析，让学生掌握过电压计算的方法和技巧。

3. 工频过电压的仿真技术：介绍电力系统中工频过电压的仿真技术，包括PSCAD/EMTDC仿真软件的使用、过电压故障仿真及分析等，通过实际操作和仿真实验，让学生掌握仿真技术的应用和实践。

4. 工频过电压问题的应对和解决：介绍电力系统中工频过电压问题的应对和解决措施，包括过电压保护装置的选择和配置、降低过电压的措施、应急处理等，通过案例分析和模拟实验，让学生了解过电压问题的处理方法和策略。

通过本项目课的学习，学生将能够深入了解电力系统中工频过电压的形成机理和计算方法，掌握仿真技术的应用和实践，提高对过电压问题的应对和解决能力，为日后从事电力系统相关工作打下坚实的基础。

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第5章--工频过电压计算————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第5章工频过电压计算目录5.1 空载长线路的电容效应 (6)5.1.1 空载长线路的沿线电压分布 (6)5.1.2 并联电抗器的补偿作用 (8)5.2线路甩负荷引起的工频过电压 (11)5.3单相接地故障引起的工频过电压 (13)5.4自动电压调节器和调速器的影响 (16)5.5限制工频过电压的其他可能措施 (17)5.6工频过电压的EMTP仿真 (18)第5章工频过电压计算工频过电压是电力系统中的一种电磁暂态现象，属于电力系统内部过电压,是暂时过电压的一种。

电力系统内部过电压是指由于电力系统故障或开关操作而引起电网中电磁能量的转化，从而造成瞬时或持续时间较长的高于电网额定允许电压并对电气装置可能造成威胁的电压升高。

内部过电压分为暂时过电压和操作过电压两大类。

在暂态过渡过程结束以后出现持续时间大于0.1s(5个工频周波)至数秒甚至数小时的持续性过电压称为暂时过电压。

由于现代超、特高压电力系统的保护日趋完善，在超、特高压电网出现的暂时过电压持续时间很少超过数秒以上。

暂时过电压又分为工频过电压和谐振过电压。

电力系统在正常或故障运行时可能出现幅值超过最大工作相电压，频率为工频或者接近工频的电压升高,称为工频过电压。

工频过电压产生的原因包括空载长线路的电容效应、不对称接地故障引起的正常相电压升高、负荷突变等，工频过电压的大小与系统结构、容量、参数及运行方式有关。

一般而言，工频过电压的幅值不高，但持续时间较长，对220kV电压等级以下、线路不太长的系统的正常绝缘的电气设备是没有危险的。

但工频过电压在超（特）高压、远距离传输系统绝缘水平的确定却起着决定性的作用，因为：①工频过电压的大小直接影响操作过电压的幅值；②工频过电压是决定避雷器额定电压的重要依据，进而影响系统的过电压保护水平；③工频过电压可能危及设备及系统的安全运行。

工频过电压和电源容量的关系1. 什么是工频过电压？工频过电压，听上去有点复杂，但其实就是在电力系统中，电压在频率为50Hz （或60Hz）的时候突然飙升的一种现象。

想象一下，就像你在早高峰时，挤上了地铁，突然一个大伙儿都推了一把，瞬间就觉得自己像被电了一样，那种感觉就是电压的瞬间增高。

1.1 发生的原因过电压的原因有很多，像雷电、设备故障、甚至是系统切换，这些都可能让电压蹭蹭上涨，简直像是在过山车上，不知道下一秒会发生什么。

一般来说，过电压会让设备受到伤害，缩短使用寿命，损失可不小呢。

1.2 影响的范围而且，这种现象可不仅仅影响到单个设备，有时候会波及整个电网。

想象一下，如果电压突然上升，所有的电器都像捉襟见肘一样，忙着自救，家里的冰箱、洗衣机，甚至是灯泡，都可能出现各种故障，真是让人心焦。

2. 电源容量的角色说到电源容量，咱们可以把它理解成“电源的瘦身计划”，越大的容量就意味着能够承载更多的负荷。

也就是说，电源容量就像是一个大口袋，能装得下更多的东西。

如果你的电源容量不够，像个小口袋，那过电压发生的时候，就容易“撑破”了。

2.1 大容量的好处电源容量大，自然可以有效抵御工频过电压的冲击。

就好比一个强壮的小伙子，遇到突如其来的“挑战”，他能更从容地应对。

而小容量的电源就像个弱小的孩子，可能一不小心就被压垮了，后果不堪设想。

2.2 如何选择合适的容量那么，选择合适的电源容量就显得尤为重要。

我们得根据实际的负荷需求来做选择，不能盲目追求“大”。

就像买衣服一样，合适的才是最好的，不然穿上去就像打扮成了“傻大个”，一点也不美观。

通常情况下，预留一定的余量也是很有必要的，这样在突发情况下能有一定的应对能力。

3. 过电压与电源容量的关系既然说到了工频过电压和电源容量之间的关系，那咱们就来聊聊，它们是如何相互影响的。

3.1 直接的影响简单来说，电源容量越大，对工频过电压的抵御能力就越强。

这就像一场马拉松比赛，跑得越远的人，体力越充沛，越能应对突如其来的加速挑战。

电力系统过电压分类和特点电力系统过电压主要分以下几种类型：大气过电压、工频过电压、操作过电压、谐振过电压。

产生的原因及特点是：大气过电压:由直击雷引起,特点是持续时间短暂，冲击性强，与雷击活动强度有直接关系,与设备电压等级无关。

因此,220KV以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。

工频过电压:由长线路的电容效应及电网运行方式的突然改变引起，特点是持续时间长,过电压倍数不高，一般对设备绝缘危险性不大,但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。

操作过电压:由电网内开关操作引起，特点是具有随机性,但最不利情况下过电压倍数较高。

因此30KV及以上超高压系统的绝缘水平往往由防止操作过电压决定。

谐振过电压:由系统电容及电感回路组成谐振回路时引起,特点是过电压倍数高、持续时间长。

变压器中性点接地方式的安排一般如何考虑?变压器中性点接地方式的安排一般如何考虑?答：变压器中性点接地方式的安排应尽量保持变电所的零序阻抗基本不变。

遇到因变压器检修等原因使变电所的零序阻抗有较大变化的特殊运行方式时，应根据规程规定或实际情况临时处理.（1）变电所只有一台变压器，则中性点应直接接地，计算正常保护定值时，可只考虑变压器中性点接地的正常运行方式。

当变压器检修时，可作特殊运行方式处理,例如改定值或按规定停用、起用有关保护段。

（2)变电所有两台及以上变压器时，应只将一台变压器中性点直接接地运行，当该变压器停运时，将另一台中性点不接地变压器改为直接接地。

如果由于某些原因,变电所正常必须有两台变压器中性点直接接地运行，当其中一台中性点直接接地的变压器停运时，若有第三台变压器则将第三台变压器改为中性点直接接地运行。

否则,按特殊运行方式处理。

（3）双母线运行的变电所有三台及以上变压器时，应按两台变压器中性点直接接地方式运行，并把它们分别接于不同的母线上，当其中一台中性点直接接地变压器停运时、将另一台中性点不接地变压器直接接地。

过电压的分类
1. 直击雷过电压哟！就好比天空中突然打下一道闪电，直接击中了什么东西，那带来的电压冲击可老大了！比如说雷直接打到了电杆上，这就是典型的直击雷过电压的例子呀！
2. 感应雷过电压呀，它就像是一个看不见的“小淘气”。

哎呀，比如闪电在旁边闪了一下，虽然没直接打中，但却让周围的东西产生了很高的电压，这就是感应雷过电压在捣蛋呢！像雷在远处闪，却让附近的电线出现高电压，就是这样的情况哟！
3. 工频过电压呢，就好像是电力系统的一种“慢性压力”。

哼哼，比如说在系统发生故障后，电压长时间处在比较高的状态，这就是工频过电压啦！就像停电后恢复供电时，电压不太稳定，那可能就藏着工频过电压哦！
4. 谐振过电压呀，这简直就是个“爱捣乱的小精灵”！哎呀呀，像在电力系统中，电感和电容相互作用，突然就产生了很高的电压，这就是谐振过电压在搞鬼呀！比如在有大电感的电路中，就可能出现这种情况呢！
5. 操作过电压呢，就跟我们开关电器时的那种“小冲动”差不多。

嘿嘿，比如我们拉闸、合闸的时候，就可能引发比较高的电压，这就是操作过电压的表现呀！就像我们猛地打开或关上一个电器开关，可能就引发电压的波动啦！
6. 雷电波侵入过电压呀，就像是个“偷偷摸摸的入侵者”。

哇塞，像雷电产生的电波顺着线路等侵入到系统中，造成电压升高，这就是雷电波侵入过电压哟！好比雷打在远处的电线上，电波却沿着电线跑进了我们这里呢！
7. 暂时过电压呢，就像是电力系统偶尔出现的“小情绪”。

哦哦，像在一些特殊情况下，电压会持续一小段时间比较高，这就是暂时过电压啦！例如在电力设备启动或切换时，就可能出现这样不太稳定的情况呀！
我觉得过电压的这些分类都很重要啊，我们可得好好了解，这样才能更好地应对和预防呀！。

第5章--工频过电压计算第5章工频过电压计算目录5.1 空载长线路的电容效应 (5)5.1.1 空载长线路的沿线电压分布 (5)5.1.2 并联电抗器的补偿作用 (7)5.2线路甩负荷引起的工频过电压 (10)5.3单相接地故障引起的工频过电压 12 5.4自动电压调节器和调速器的影响 16 5.5限制工频过电压的其他可能措施 16 5.6工频过电压的EMTP仿真 (17)第5章工频过电压计算工频过电压是电力系统中的一种电磁暂态现象，属于电力系统内部过电压,是暂时过电压的一种。

电力系统内部过电压是指由于电力系统故障或开关操作而引起电网中电磁能量的转化，从而造成瞬时或持续时间较长的高于电网额定允许电压并对电气装置可能造成威胁的电压升高。

内部过电压分为暂时过电压和操作过电压两大类。

在暂态过渡过程结束以后出现持续时间大于0.1s(5个工频周波)至数秒甚至数小时的持续性过电压称为暂时过电压。

由于现代超、特高压电力系统的保护日趋完善，在超、特高压电网出现的暂时过电压持续时间很少超过数秒以上。

暂时过电压又分为工频过电压和谐振过电压。

电力系统在正常或故障运行时可能出现幅值超过最大工作相电压，频率为工频或者接近工频的电压升高,称为工频过电压。

工频过电压产生的原因包括空载长线路的电容效应、不对称接地故障引起的正常相电压升高、负荷突变等，工频过电压的大小与系统结构、容量、参数及运行方式有关。

一般而言，工频过电压的幅值不高，但持续时间较长，对220kV电压等级以下、线路不太长的系统的正常绝缘的电气设备是没有危险的。

但工频过电压在超（特）高压、远距离传输系统绝缘水平的确定却起着决定性的作用，因为：①工频过电压的大小直接影响操作过电压的幅值；②工频过电压是决定避雷器额定电压的重要依据，进而影响系统的过电压保护水平；③工频过电压可能危及设备及系统的安全运行。

我国超高压电力系统的工频过电压水平规定为：线路断路器的变电站侧不大于1.3.p.u（.p.u为电网最高运行相电压峰值）；线路断路器的线路侧不大于1.4.p.u以p.u。