电力系统内部过电压资料

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。

电力系统内部过电压及防护措施分析【摘要】在电力设备正常运行过程中，有时即使无雷电等外部侵入也会出现损坏的事故。

通常将电网内部原因造成的过电压称为内部过电压，其对电网系统有着直接而有效的影响。

本文将对电力系统内部过电压进行分析，并且提出切实可行的防护措施。

【关键词】电力系统；过电压；防护措施；分析引言在电力系统中，其运行的可靠性与过电压大小有着不可分割的关系。

过电压可以分为稳态过电压与暂态过电压两种。

内部过电压能量大部分来自于电网自身，并且在额定电压基础之上而产生的，因此，其幅值一般和额定电压的大小成正相关，并且具备统计的性质。

1 暂时过电压种类1.1 由接地故障而导致的过电压在电力系统中，故障时有发生，发射管单相接地故障次数相对较多，并且其伴随着系统电压等级增大而不断增加。

当发生故障为单相接地故障时，以故障点为作为等效点系统等值正序、负序阻抗为：Z1=Z2=JX1，零序限抗为：ZO=JX0，等值电动势为E，A相接地时，B、C两正常相的过电压UB、UC可按照下式进行计算：因为避雷器并不具有保护单相接地时增大单相电压的功能，但是在实际运行过程中，发生单相故障的次数却最多，所以即使产生单相接地故障时正常相过电压尚未达到，然而在实际操作中防护内部过电压常常是用单相接地时正常相工频过电压的值来选择合适的避雷器灭弧电压，并且对于中性点非接地系统来说，因为X0/X11/ωC时，才会引起电压升高导致铁磁谐振，铁磁谐振之后会导致电流反响，极易引起电机反转的故障。

一般情况下，可以采取相应的措施来破坏谐振的条件，例如：减小电抗、增加电阻或者使用消谐器等等。

2 暂态过电压防护措施2.1 间歇性电弧接地过电压间歇性电弧接地过电压一般都是发生在中性点不接地系统之中，因为此类系统具备发生单相接地仍然能持续工作两小时的特征，所以其中电弧可能发生多次充入，使得线路中负荷进行多次重新分配，引起中性点电压上升，最终导致过电压。

虽然此种过电压的幅值相对较小，只为额定电压的3倍左右，然而由于其持续的时间比较长，并且范围相对比较广，将对弱绝缘设备造成严重影响，应该采取相应措施来避免。

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。

内部过电压是由于断路器操作、线路或设备发生故障或其他原因，使电力系统工作状况和系统参数发生变化，引起电网内部电磁能量的转化或传递所造成的电压升高。

内部过电压包括工频过电压、操作过电压和谐振过电压。

1．工频过电压常见的几种工频电压升高包括：空载长线路电容效应引起的工频电压升高、接地故障引起的工频电压升高和发电机甩负荷引起的工频电压升高。

工频电压升高一般不会对电力系统的绝缘直接造成危害，但是它在绝缘裕度较小的超高压输电系统中仍受到重视。

这是因为：（1）由于工频电压升高大都在空载或轻载条件下发生，与多种操作过电压的发生条件相同或相似，所以它们有可能同时出现、相互叠加，所以在设计高压电网的绝缘时，应计及它们的联合作用。

（2）工频电压升高是决定某些过电压保护装置工作条件的重要依据，例如避雷器的灭弧电压就是按照电网单相接地时健全相上的工频电压升高来选定的，所以它直接影响到避雷器的保护特性和电力设备的绝缘水平。

2．操作过电压断路器对线路或其他电气没备进行各种正常或故障开闭过程时，产生的电压振荡以及间歇性电弧短路、系统解列、中性点不接地系统的弧光接地等。

典型的操作过电压包括：切除容性负荷引起的过电压、切除空载变压器引起的过电压、中性点不接地系统的电弧接地过电压等。

3．谐振过电压谐振过电压产生的原因是：系统中某一电感和电容元件参数的适当配合，形成产生谐振的振荡回路，在一定条件下，引起网络的线性或非线性的谐振暂态现象。

这种过电压幅值较高，持续时间较长。

谐振过电压按照原理分为线性谐振、铁磁谐振、参数谐振。

谐振回路由不带铁芯的电感元件（如输电线路的电感、变压器的漏感）或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件（如消弧线圈，其铁芯中有气隙）和系统中的电容元件所组成，在正弦电源作用下，当系统自振频率与电源频率相等或接近时，可能产生线性谐振。

谐振回路由带铁芯的电感元件（如空载变压器、电压互感器）和系统中的电容元件组成。

受铁芯饱和的影响，铁芯电感元件的电感参数是非线性的，这种含有非线性电感元件的回路，在满足一定谐振条件时，会产生铁磁谐振。

过电压名词解释过电压名词解释：一、过电压的定义过电压是指电力系统中的电压超过了设备的额定电压或系统的正常运行电压。

这种电压的升高可能是由于系统内部的故障、操作过电压或雷电过电压等原因引起的。

过电压的存在对电力系统的设备和绝缘造成威胁，可能引发设备损坏、绝缘击穿等事故。

二、过电压的分类1.操作过电压：操作过电压是由于电力系统的操作（如断路器的合闸、分闸操作）而产生的过电压。

这种过电压的特点是持续时间较短，但电压幅值较高。

操作过电压的幅值和波形受到系统参数、设备特性和操作方式等多种因素的影响。

2.雷电过电压：雷电过电压是由雷电活动引起的过电压。

当雷电击中电力系统中的设备或线路时，会产生极高的电压和电流。

雷电过电压具有幅值极高、波前时间极短的特点，对电力系统的绝缘和设备构成严重威胁。

三、过电压的危害1.设备损坏：过电压可能导致电力设备的绝缘击穿、电弧重燃等，进而引发设备损坏、火灾等事故。

2.系统瘫痪：严重的过电压可能导致大面积的设备损坏，使电力系统瘫痪，造成大面积的停电事故。

3.人身安全：过电压可能引发电弧、电击等，对工作人员和公众的人身安全构成威胁。

四、过电压的防护措施1.设备绝缘加强：提高电力设备的绝缘水平，采用更高耐压等级的绝缘材料，以减少设备在过电压作用下的损坏风险。

2.避雷措施：在电力系统中设置避雷针、避雷器等设备，引导雷电电流入地，保护设备和系统免受雷电过电压的侵害。

3.操作策略优化：优化电力系统的操作策略，如合闸、分闸时序等，以降低操作过电压的幅值和持续时间。

4.过电压保护装置：装设过电压保护装置，如金属氧化物压敏电阻（MOV）、气体放电管（GDT）等，当电压超过设定值时，这些装置会迅速动作，将过电压导入大地或旁路，保护设备免受损坏。

五、总结过电压是电力系统中一种常见的现象，它对电力系统的安全稳定运行构成严重威胁。

了解过电压的分类、危害及防护措施，对于保障电力系统的安全运行、减少设备损坏、保护人身安全具有重要意义。