电力系统过电压知识点总结

内部过电压：由于断路器操作、故障过着其他原因，使系统参数发生变化，引起系统内部电磁能量的转化或传递引起的电压升高。

空载线路的分闸过电压空载线路的合闸过电压切除空载变压器过电压电弧接地过电压工频电压升高谐振过电压暂时过电压（工频电压升高（空载长线的电容效应、不对称短路引起的工频电压升高、甩负荷引起的工频电压升高）、谐振过电压（线性谐振、铁磁谐振、参数谐振））操作过电压（操作过电压（切断空载线路、空载线路合闸、切断空载变压器、电弧接地过电压））内部过电压倍数K空载线路分闸过电压：分闸初期，断路器端口处电弧重燃，引起电磁振荡，出现过电压措施：提高断路器的灭弧能力；带并联电阻空载线路的合闸过电压：（正常运行的计划性合闸、线路故障切除后的自动重合闸）合闸过电压中，以三相重合闸的情况最严重，其过电压幅值可达3Em影响因素：合闸时电源相位；线路损耗（电阻及电导中的损耗，电晕损耗）；线路残余电压的极性及大小；母线上接有其他线路；线路长度和电源容量措施：采用带有并联合闸电阻的断路器；单相自动重合闸的采用；同相位合闸；利用避雷器保护（线路首段和末端安装）切除空载变压器过电压：（消弧线圈、并联电抗器、轻载变压器电动机）原因：流过电感的电流在到达自然零值之前被断路器强制切断，从而迫使储存在电感中的电磁能量转化为电场能量导致电压升高。

（截留现象）影响因素：与截断电流I0有关；变压器参数对过电压倍数的影响；变压器的中性点接地方式；限制措施：安装避雷器电弧接地过电压（通常发生在中性点对地绝缘系统）影响因素：电弧过程的随机过程；导线相间电容的影响；电网损耗电阻；对地绝缘的泄漏电导；限制措施：采用中性点直接接地方式；采用中性点经消弧线圈接地方式工频电压升高：空载长线电容效应引起的工频电压升高；不对称短路引起的工频电压升高；发电机突然短路引起的工频电压升高中性点不接地系统：单相接地故障时，工频电压升高可达1.1倍额定电压，避雷器的灭弧电压规定为系统最高电压的1.1倍，称为110%避雷器；中性点经消弧线圈接地系统：单相接地故障时，健全相电压接近额定电压，避雷器的灭弧电压规定为系统最高电压的1.0倍，称为100%避雷器；中性点直接接地系统：单相接地故障时，健全相电压不大于0.8倍额定电压，避雷器的灭弧电压规定为系统最高电压的0.8倍，称为80%避雷器；对330kV及以上系统，线路距离长，计及长线路的电容效应时，吸纳路末端工频电压升高可能超过系统最高电压的80%，根据位置的不同，分为电站型避雷器（80%避雷器）和线路型避雷器（90%避雷器）两种。

电力系统过电压分析过电压是指电力系统中出现的电压超过额定值或设定范围的瞬时现象。

过电压可能由于线路故障、雷击、开关操作和电气设备故障等原因引起。

过电压对电力系统的安全稳定运行产生重要影响，因此，对电力系统的过电压进行准确的分析和评估是必要的。

一、过电压的分类1. 外部过电压：外部过电压是指来自电力系统外部的电压幅度超过了正常运行时的额定值。

外部过电压的主要原因是雷击，雷击可以通过设备接闪装置和接地装置来减轻其影响。

2. 内部过电压：内部过电压是指电力系统内部某个节点的电压幅值超过了正常运行时的额定值，可能导致电力设备的损坏。

内部过电压包括故障过电压和运行过电压。

二、过电压的影响1. 设备损坏：过电压可能导致设备的击穿，损坏电气设备，特别是对绝缘性能较差的设备，如变压器、继电器和电能表等。

2. 系统不稳定：当过电压较大或持续时间较长时，电力系统可能变得不稳定，导致设备间的电能传递受到影响。

三、过电压分析的方法过电压分析是通过数学模型和计算方法对电力系统的过电压进行仿真和计算，以评估过电压对电力系统的影响，并确定相应的防护措施。

1. 瞬态稳定分析：通过瞬态稳定分析可以确定电力系统在过电压冲击下的稳定性。

该分析主要考虑电力系统的动态过程，包括电压暂降、电流冲击和设备响应等。

2. 静态稳定分析：静态稳定分析主要评估电力系统在过电压下的静态稳定性。

静态稳定分析可以评估过电压对电力系统中各个节点电压和功率的影响。

3. 电磁暂态分析：电磁暂态分析是通过计算每个节点的电压和电流的瞬时变化来评估过电压对电力系统的影响。

该分析主要关注电力系统的电磁暂态响应。

四、过电压防护措施为了减轻过电压的影响并保护电力系统的安全稳定运行，需要采取一定的过电压防护措施。

1. 接闪装置：接闪装置可接地试验系统，通过将过电压引到接闪装置上，从而保护电力设备免受雷击等外部过电压的影响。

2. 绝缘配合：合理选择和配合电力系统的绝缘设备和绝缘材料，提高系统的绝缘能力，防止内部过电压的产生和传播。

电力系统的过电压保护与控制随着电力系统的发展与扩大，过电压问题一直是电力系统运行中的一个重点关注的问题。

过电压不仅会对电力设备造成损坏，还会对整个电力系统的稳定运行产生严重影响。

因此，过电压保护与控制是电力系统中的重要环节。

一、过电压产生的原因及危害分析过电压一般是指电压在瞬时时间内突然上升或下降的现象。

其产生的主要原因有以下几个方面：1. 外部因素：如雷电、电力线路的故障、短路等。

2. 内部因素：电力系统的开关操作及突发的负荷变化。

过电压会给电力系统带来诸多危害，主要包括：1. 对设备的影响：过电压会造成电力设备的绝缘击穿，从而导致设备的损坏甚至烧坏。

例如变压器、发电机等重要设备。

2. 对电力系统的影响：过电压会使电力系统的电压分布不均匀，造成电能损失，并可能引发电力系统的不稳定运行甚至崩溃。

二、过电压保护措施为了保护电力系统免受过电压的损害，需要采取相应的保护措施。

以下是一些常见的过电压保护措施：1. 避雷器：避雷器是保护电力系统免受外部雷电等过电压冲击的主要装置。

避雷器能够通过将过电压引入地方来保护电力设备。

避雷器是电力系统中的重要组成部分，确保了电力设备的安全运行。

2. 过电压保护装置：过电压保护装置能够监测电力系统中的电压变化，并及时采取控制措施来保护电力设备。

过电压保护装置分为三类：放电型过电压保护装置、非放电型过电压保护装置和混合型过电压保护装置。

具体选择哪种装置应根据具体的情况进行决策。

3. 控制系统优化：优化电力系统的控制系统，采用合理的控制策略来抑制过电压的产生。

通过控制系统的优化，可以有效地减少过电压的发生概率，降低对设备的损害。

三、过电压控制原则与方法在电力系统中，为了保证过电压不对设备造成损害，需要制定一套科学的过电压控制原则与方法。

以下是一些常见的控制原则与方法：1. 合理地设计电力系统的接地方式：良好的接地系统能够有效地引导过电压到地，保护电力设备。

合理的接地方式可以减少过电压的产生。

.电磁暂态分析的理论基础1、电源合闸至单频振荡电路，在电容元件上产生的最大过电压幅值为，Ucm=稳态值+振荡幅值=稳态值+（稳态值—初始值）=2*稳态值—初始值2、导致波在传播过程产生损耗的因素主要有以下四种：1）导线电阻引起损耗；2）导线对地电导引起的损耗；3）大地电阻的损耗；4）导线发生电晕引起的损耗。

3、冲击电晕对波过程的影响对导线耦合系数的影响：发生冲击电晕后，在导线周围形成导电性能较好的电晕套，在这个电晕区内充满电荷，相当于扩大了导线的有效半径，因而与其它导线间的耦合系数也增大。

对波阻抗和波速的影响：冲击电晕将使线路波阻抗减小、波速减小对波形的影响：冲击电晕减小波的陡度、降低波的幅值的特性，有利于变电所的防雷保护。

4．一般连续式变压器绕组的αl值为5~10。

变压器绕组的末端不论接地与否，其初始电压分布均相同，按指数规律分布。

最大电位梯度出现在绕组的首端。

冲击电压波作用于变压器绕组初瞬，绕组首端的电位梯度是平均电位梯度的αl倍。

αl越大，电位分布越不均匀，相应绕组的抗冲击能力越差。

（危及变压器绕组的首端匝间绝缘）5．变压器绕组中的电磁振荡过程在10μs以内尚未发展起来，在这段时间内变压器绕组的特性主要由其纵向电容和对地电容组成的电容链决定，对首端来说相当于一个等效集中电容Cr，称为变压器的入口电容。

6．最大电位梯度均出现在绕组首端，其值等于αU0，对变压器绕组的纵绝缘（匝间绝缘）有危害。

绕组内的波过程除了与电压波的幅值有关外，还与作用在绕组上的冲击电压波形有关。

过电压波的波头时间越长（陡度越小），由于电感分流的影响，振荡过程的发展比较和缓，绕组各点的最大对地电压和纵向电位梯度都将下降；反之则振荡越激烈。

波尾也有影响，在短波作用下，振荡过程尚未充分激发起来时，外加电压已经大为减小，导致绕组各点的对地电压和电位梯度也比较低。

截波作用下绕组内的最大电位梯度将比全波作用时大，会在变压器绕组中产生很大的电位梯度，从而危及变压器绕组的纵绝缘，电力变压器不仅需要进行全波冲击耐压试验，还要通过截波耐压试验。

第四章1 .地面落雷密度：一个雷电口每km2的地面上落雷的次数（次/雷电日∙km2）,落雷密度为单位时间单位面积的地面平均落雷次数2 .保护设备与被保护设备的伏秒特性应如何配合？为什么？答案：保护设备的伏秒特性应始终低于被保护设备的伏秒特性。

这样，当有一过电压作用于两设备时，总是保护设备先击穿，进而限制了过电压幅值，保护了被保护设备。

3 .ZnO避雷器的主要优点有哪些？答案：ZnO避雷器的主要优点有无间隙、无续流、电气设备所受过电压可以降低、通流容量大、ZnO避雷器特别适用干直流保护和SF6电器保护等优点。

适于大批量生产，造价低，经济性能好。

4 .跨步电压：人的两脚着地点之间的电位差称为跨步电压。

（取跨距为0.8I n）工作接地中，对人身安全造成威胁的电位差包括接触电位差和跨步电位差人所站的地点与接地设备之间的电位差称为接触电势5 .内部过电压倍数：内部过电压倍数：内部过电压幅值与最大运行相电压幅值之比。

6 .【简答题】什么叫做操作过电压？答案：电力系统是由电源、电阻、电感、电容等元件组成的复杂系统，当开关操作，或事故状态引起系统拓扑结构发生改变时，各储能元件的能量重新分配并发生振荡，在设备上将会产生数倍于电源电压的过渡过程的过电压，称为操作过电压。

电力系统由于操作从一种稳定工作状态通过震荡转变到另一种工作状态的过渡过程所产生的过电压称为操作过电压。

7 .简述电力系统中操作过电压的种类。

答案：①间歇电弧接地过电压②空载变压器分闸过电压③空载线路分闸过电压④空载线路合闸过电压一种是计划性的合闸操作，另一种是自动重合闸操作⑤电力系统解列过电压8 .在不同电压等级中起主导作用的操作过电压类型？答案：（一）6〜IOkV,35-60kV:电弧接地过电压；（二）110-220kV:切空载变压器，切除空载线路过电压；（三）330〜500kV:合空载线路过电压。

9 .电弧接地过电压：在中性点绝缘的电网中发生单相接地时，将会引起健全相得电压升高到线电压。

电力系统稳态过电压内部过电压:电力系统中,除了雷电过电压外,还存在由于自己内部原因而引起的过电压,包括稳态过电压和操作过电压操作过电压:当开关操作或事故状态时引起系统拓扑结构发生改变时,各储能元件的能量重新分配时发生振荡,从而出现的电压升高的现象，持续时间 0.1s 以内稳态过电压：由工频电压升高和谐振现象引起，持续时间比操作过电压长得多，有些甚至长期存在内部过电压的能量来自电网本身,一般用最大运行相电压的倍数表示过电压的分类1 工频过电压的特点（1)工频电压升高的大小会直接影响操作过电压的实际幅值。

操作过电压是叠加在工频电压升高之上的，从而达到很高的幅值。

（2）它的大小会影响保护电器的工作条件和保护效果避雷器的最大允许工作电压是由避雷器安装处工频过电压值来决定的。

如工频电压过高，避雷器的最大允许工作电压也越高，避雷器的冲击放电电压和残压也将提高，相应被保护设备的绝缘水平要随之提高（3）持续时间长，对设备绝缘及其运行性能有重大影响例如引起油纸绝缘内部电离,污秽绝缘子闪络,铁心过热,电晕等2 空载线路电容效应引起的工频过电压a）工频电压的升高程度与线路长度有关线路长度 L 越长，末端电压升得越高。

但由于受线路电阻和电晕损耗的限制，一般不会超过2.9 倍 b ）工频电压的升高与电源容量有关电源容量越小（XS越大),工频电压升高越严重。

估计最严重的工频电压升高，应以系统最小电源容量为依据3 不对称短路引起的工频电压升高不对称短路是电力系统中最常见的故障形式，当发生单相或两相对地短路时，健全相上的电压都会升高，其中单相接地引起的电压升高更大一些。

阀式避雷器的灭弧电压通常也就是根据单相接地时的工频电压升高来选定的。

单相接地时，故障点各相的电压、电流是不对称的，为了计算健全相上的电压升高，通常采用对称分量法和复合序网进行分析。

分析对于中性点不接地系统，当单相接地时，健全相的工频电压升高约为线电压的 1.1 倍。

过电压和欠电压的定义过电压和欠电压是电力系统中常见的故障现象，它们对电器设备和电网的安全运行都会产生不利影响。

本文将从定义、原因、影响和防范措施几个方面介绍过电压和欠电压的相关知识。

一、过电压的定义过电压是指电力系统中出现的电压超过额定值的现象。

电力系统中的过电压分为内部过电压和外部过电压两种情况。

内部过电压是由于电源或负载的突然断开或接入造成的，如电动机的突然停机或开机；外部过电压则是由于雷电、电网突然短路或开路等原因引起的。

二、过电压的原因过电压的产生原因多种多样，主要包括以下几个方面：1. 外部原因：雷电是引起过电压最常见的外部原因之一，雷电击中电力线路或设备会产生瞬态过电压。

此外，电网的短路或开路也会导致过电压的产生。

2. 内部原因：内部原因包括电动机突然停机或开机、电力电子设备故障、电网突然负荷变化等。

三、过电压的影响过电压会对电器设备和电网的安全运行产生严重影响，具体表现如下：1. 对设备的损害：过电压会使电器设备的绝缘层受到破坏，导致设备的故障和损坏，甚至引发火灾等事故。

2. 对电网的影响：过电压会使电网的电压失控，导致电网的不稳定运行，甚至造成电力系统的崩溃。

3. 对生活用电的影响：过电压会对家庭和工业用电带来不便，如使电灯熄灭、电器损坏等。

四、过电压的防范措施为了避免过电压对电力系统和电器设备的危害，需要采取一系列的防范措施：1. 配置过电压保护装置：针对不同的电器设备和电力系统，选择合适的过电压保护装置进行配置，如过电压保护器、过电压限流器等。

这些装置能及时检测到过电压并采取相应的保护措施。

2. 加强绝缘措施：对于容易受到过电压影响的设备，要加强其绝缘措施，提高设备的绝缘强度，减少过电压对设备的损害。

3. 控制电网负荷：合理控制电网负荷，避免电网突然负荷变化引起的过电压。

4. 接地保护：加强电力设备的接地保护，减少过电压对设备的影响。

5. 防雷措施：在电力设备和建筑物上加装避雷装置，减少雷电对电力系统的影响。