《电力系统过电压复习重点内容》

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。

当电力系统进行操作或发生接地故障时，就会在由电气设备构成的集中参数电路中产生电磁暂态过程，引起系统电压的升高或产生过电流。

当电力系统中某一点突然发生雷电过电压或操作过电压时，这一变化并不能立即在系统其它各点出现，而要以电磁波的形式按一定的速度从电压或电流突变点向系统其它部位传播。

电磁波在分布参数电路中传播产生的暂态过程，简称波过程。

一般架空单导线线路的波阻抗Z〜500 Q,分裂导线波阻抗Z〜300 Q冲击电晕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。

冲击电晕对波阻抗和波速的影响冲击电晕将使线路波阻抗减小、波速减小冲击电晕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。

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a I倍。

a l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）最大电位梯度均出现在绕组首端，其值等于 a U0,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。

变压器绕组内部保护的关键措施是：改善绕组的初始电位分布，使初始电位分布尽可能地接近稳态电位分布。

这可有效地降低作用在绕组纵绝缘上的电位梯度，并削弱振荡，减小振荡过电压的幅值。

（1）补偿对地电容C0dx 的影响；（静电环）（2）增大纵向电容K0/dx （纠结式绕组）绕组匝间绝缘所承受的冲击电压为Uab= alab/v侵入波的陡度愈大，每匝线圈的长度愈长，或波速愈小，则作用在匝间的电压也愈大。

第四章1．地面落雷密度：一个雷电日每 km2 的地面上落雷的次数（次/雷电日·km 2 ）。

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 0.8m)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）6～10kV，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。