电力系统内部过电压分析

电力系统过电压分析及预防尹世耀发布时间：2023-05-15T10:19:52.913Z 来源：《中国科技信息》2023年5期作者：尹世耀[导读] 电力系统的电气设备在运行中除了承受工作电压外，还会遭到过电压的作用和侵害。

作用于电力系统的过电压，由于过电压的存在，它将使电力系统运行的电气设备绝缘受损戴卡优艾希杰渤铝（天津）精密铝业有限公司天津市前言：电力系统的电气设备在运行中除了承受工作电压外，还会遭到过电压的作用和侵害。

作用于电力系统的过电压，由于过电压的存在，它将使电力系统运行的电气设备绝缘受损，设备寿命缩短，甚至造成停电事故，损毁电力设施，因此必须采取各种措施来限。

按其起因及持续时间，可分为两大类型，一种为雷电过电压，另一种为内部过电压。

在电力系统中，由于断路器操作、故障或其他原因，使系统参数发生变化，引起系统内部电磁能量的振荡转化或传递所造成的电压升高，称为电力系统内部过电压。

1.电力系统的过电压分类电气设备在正常运行时,其绝缘承受电网工作电压。

由于某种原因,如因运行操作、雷击和故障等原因,使电气设备上出现峰值电压超过系统正常运行的最高峰值电压称为过电压。

根据产生过电压的来源,一般分为内部过电压和外部过电压两种。

(1)内部过电压内部过电压是由于电力系统中磁能与电能间的转换,或能量通过电容的传递,以及线路参数选择不当,引起电力系统的状态突然从一种稳态转变为另一种稳态的过渡过程中产生的过电压。

这种过电压是由于系统内部原因而造成并且能量又来自电网本身所以叫内部过电压。

1>内部过电压又可分为操作过电压、谐振过电压和工频过电压。

如操作断路器,切断或合上空载变压器、空载线路则会产生操作过电压。

2>电力系统发生单相接地故障,则会产生谐振过电压。

又如电力系统因事故断线,则有可能产生工频过电压。

(2)外部过电压外部过电压是由于雷击电气设备产生的,又被称为大气过电压或雷电过电压。

此过电压能量来自电网外部的冲击波影响,所以称外部过电压。

电网过电压问题分析及防范措施摘要：电网在正常运行时，由于会遭受雷击、倒闸操作、设备故障或参数配合不当等原因，造成电网某一部分短时电压升高，这种电压升高称为过电压。

过电压的出现，会破坏设备绝缘、从而导致设备损坏，甚至造成系统安全事故。

研究过电压的成因，预测其幅值，并采取相应限制措施，这对电气设备的制造应用和电力系统安全运行都具有重要意义。

关键词：过电压；防范措施电网过电压是电力系统中很常见的故障，对电力系统安全运行造成威胁。

如何分析及防范，提高电网抵御过电压能力，保障电力系统安全稳定，具有重大意义。

本文通过对过电压产生的各种原因进行分析，并提出相应的防护措施。

过电压一般分为外部过电压和内部过电压。

一、外部过电压又称大气过电压，它是由雷云放电产生的直击雷过电压和感应雷过电压这种现象在电网过电压中所占比例极大。

其过电压的幅值取决于雷电参数和防雷措施，该种过电压的特点是持续时间短，冲击性强，具有脉冲特性，与雷击强度有直接关系，其持续时间一般只有数十秒左右。

对大气过电压的防护技术措施主要包括可装设符合技术要求的防雷装置，如避雷线、避雷针、避雷器（包括由间隙组成的管型避雷器）和放电间隙，它又分接闪器、引下线和接地装置三部分组成。

二、内部过电压它是电网内部的能量在传递或转化过程中产生，施加于电气设备上，造成瞬时或持续高于电网额定允许电压，对设备安全运行构成威胁。

由于内部过电压的能量来自于电网本身，所以它的幅值和电网电压基本成正比例关系。

根据产生原因不同，内部过电压可分为两大类，一类是由于故障或操作开关引起，如工频过电压、操作过电压。

另一类是由于电网中电感和电容参数相互配合发生谐振而引起的，如谐振过电压。

1、工频过电压及限制措施工频过电压是指由电力系统故障、电网运行方式的改变、长线路的电容效应、突然甩负荷等原因引起的短时工频电压升高（超过正常工作电压），其特点是持续时间较长，但数值不很大，对设备绝缘一般威胁不大，但对超高压、远距离输电电网影响较大，对配置其设备绝缘水平起重要作用。

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。

内部过电压原因内部过电压是指电力系统中某一部分或某一设备内部电压超过了正常工作范围的现象。

内部过电压可能会对设备的正常运行造成影响，甚至导致设备的损坏。

本文将从内部过电压的原因进行探讨，并提出相应的解决方法。

一、内部过电压的原因1. 突发事件：如雷击、电线短路等突发事件会引起系统内部电压的瞬时升高。

这种突发事件可能会导致电力系统设备的损坏，甚至引发火灾等严重事故。

2. 电力负载变化：当电力负载突然增加或减少时，电力系统内部的电压也会相应发生变化。

特别是在负载突然减少时，电压可能会出现瞬间升高的情况。

3. 电力系统故障：电力系统中的故障，如线路短路、设备故障等，可能会导致内部电压的异常升高。

这些故障可能会对电力系统的正常运行造成严重影响。

4. 功率因数失衡：功率因数失衡是指电力系统中正负序电流不平衡的现象。

当电力系统中存在功率因数失衡时，会引起电压的波动，从而导致内部电压的升高。

二、内部过电压的危害1. 设备损坏：内部过电压可能会造成电力系统中的设备损坏，如变压器烧毁、断路器跳闸等。

这不仅会给维修工作带来不便，还会增加设备更换的成本。

2. 运行不稳定：内部过电压会导致电力系统的运行不稳定，造成电压波动、电流不平衡等问题。

这可能会影响到用户的正常用电，给生产和生活带来困扰。

3. 安全隐患：内部过电压可能引发火灾等安全事故。

电力系统中设备的损坏和短路可能导致火花飞溅，引燃周围可燃物，给人员和财产带来威胁。

三、内部过电压的解决方法1. 安装过电压保护装置：在电力系统中安装过电压保护装置是防止内部过电压的有效措施。

过电压保护装置能够及时检测到电压异常，并采取相应的措施，保护设备的正常运行。

2. 增加电力系统的稳定性：提高电力系统的稳定性是减少内部过电压的关键。

可以通过增加电容器、稳压器等设备来提高系统的稳定性，减少电压波动的可能性。

3. 维护设备的正常运行：定期检查和维护电力系统中的设备，及时排除潜在故障，可以有效地减少内部过电压的发生。

10kV配电系统过电压原因分析及防范措施摘要：本文主要针对10kV配电系统过电压的原因及防范措施展开了分析，对过电压的原因作了详细的阐述，给出了一系列相应有效的防过电压措施，并结合具体的实例进行了论证，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。

关键词：配电系统；过电压；原因；措施过电压属于电力系统中的一种电磁扰动现象。

在10kv配电系统中出现过电压问题，将会对正常的供电产生一定的影响。

因此，我们需要认真分析过电压存在的原因，采取有效的措施做好防范，从而保障供电系统的正常供电运行。

基于此，本文就10kV配电系统过电压的原因及防范措施进行了分析，相信对有关方面的需要能起到一定的帮助作用。

1 过电压原因分析据运行统计，造成设备故障或损坏的过电压形式主要有：谐振过电压、直击雷过电压、雷电反击过电压等。

不同的过电压形式具有不同机理，对设备的损坏程度也不同。

1.1 谐振过电压10kV电压互感器由于谐振过电压使髙压侧熔断器熔断的故障。

变电站10kV系统属中性点不接地系统，当发生接地故障时，系统相电压升高，加在线圈两端的电压升高，铁芯出现磁饱和现象，感抗发生变化。

PT的感抗和线路的对地容抗匹配时就会产生铁磁谐振过电压，使高压侧熔断器熔断。

特别是单相接地故障时，对地电容电流较大，产生电弧不能自熄灭，出现间歇性放电产生弧光过电压，使铁芯更易出现磁饱和现象，引起谐振过电压，使PT高压侧熔断器熔断。

1.2 接地不良引起雷电反击过电压主变10kV侧出线避雷器过电压烧毁现象。

出现这种现象的主要原因是接地电阻偏大。

经实地测量，两个变电站地网的接地接阻均不合格，约1欧姆（标准要求小于等于0.5欧姆）。

当强大的雷电流通过避雷针、避雷线的引下线或构架等接地体向地网泄放时，因接地阻太大，残压过高而通过避雷器进行反击，以致破坏避雷器。

1.3 进行波入侵和雷电流感应引起的过电压（1）10kV架空线或配电线因雷击而引起雷电流入侵，入侵的进行波遇到阻抗突变的结点时会因反射而使电压升髙，来回反射并扩散的高电压碰到绝缘相对薄弱处便可能击穿造成事故。

电力系统中的过电压问题及其解决方案研究标题：电力系统中的过电压问题及其解决方案研究摘要：随着电力系统的快速发展，过电压问题已成为电力领域面临的一项重要挑战。

本论文从研究问题及背景、研究方案方法、数据分析和结果呈现、结论与讨论等方面，对电力系统中的过电压问题及其解决方案进行研究，旨在提供用于改善电力系统稳定性和保障供电质量的有益建议。

一、研究问题及背景1.1 研究问题过电压在电力系统中的发生频率和强度如何影响系统的稳定性和运行安全性？1.2 研究背景电力系统中的过电压问题是由于各种外部和内部因素引起的。

过电压不仅会对电力设备和电力系统的运行安全性造成损害，还可能导致设备的破坏和停电。

因此，研究过电压问题和解决方案尤为重要。

二、研究方案方法2.1 数据采集收集电力系统过电压事件的历史数据，并结合实地调研采集相关实时数据。

2.2 问题分析与建模分析过电压问题的原因和机理，建立相应的电力系统模型，并基于模型进行问题分析。

2.3 解决方案选择与优化根据问题分析结果，研究和比较不同的过电压解决方案，选择合适的方法，并通过优化策略对解决方案进行改进。

2.4 仿真实验基于前述建立的电力系统模型，通过仿真实验验证所选解决方案的有效性和可行性。

三、数据分析和结果呈现3.1 数据分析利用收集的历史和实时数据，对电力系统中过电压问题进行统计和分析，了解过电压发生的频率、强度和影响范围。

3.2 结果呈现通过图表、统计数据等方式展示过电压问题的研究结果，并对解决方案进行效果分析和评价。

四、结论与讨论4.1 结论研究结果表明，过电压问题对电力系统的运行稳定性和运行安全性具有重要影响，需要采取有效的解决方案进行处理。

4.2 讨论通过对不同解决方案的研究和比较，可以得出电力系统中的过电压问题需要采取综合性的解决方案，包括改进设备设计、优化电力系统配置以及提高过电压监测和保护能力等。

本论文针对电力系统中的过电压问题进行了全面研究，对过电压问题的影响进行了分析，并给出了解决方案的选择与优化建议。