第十二章电力系统内部过电压

电力系统的内部过电压作者：程航来源：《中国科技博览》2015年第33期[摘要][Abstract]电力系统的内部过电压是电网运行中易出现的异常状态，内部过电压是由于操作（合闸、拉闸）、事故（接地、断线）或其它原因引起电力系统的状态发生突然变化，将出现从一种稳态转变为另一种稳态的过渡过程，在这个过程中可能产生对系统有危险的过电压。

变电运行人员只有充分认识出现内部过电压时的现象，仪表的指示及系统情况加以综合分析，正确判断过电压类型，才能采取必要的限制措施，提高电力系统的运行质量，减少事故的发生。

2002年8月27日公司2#站事故产生的原因就是由于6KV熔断器的故障造成操作过电压现象，进而造成弧光短路，对公司生产造成较大影响。

本文对此次事故的成因进行了分析，进而论述了过电压现象的发生机理及防治办法。

随着公司供电设备老化问题日渐严重，存在不少隐患；半导体工厂生产设备又容易对电网产生谐波干扰，还容易产生谐振过电压。

这些都需要我们加强对设备的巡检，细心维护，及早发现问题，及时更换关键部件。

[关键词][Key words]熔断器内部过电压操作过电压谐振过电压中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0124-02一、02年SGNEC 2#站事故2002年8月27日11点11分总变电站，控制2#终端站1#变压器的614#高压（6KV）开关跳闸并出现速断及接地报警。

同时8号站6KV一段母线电压大幅度降低并使35KV系统31路电压降低，公司6KV一段母线所带负荷全部无压掉电停止工作。

相关人员及时赶到2#终端站现场时发现1#变压器6KV负荷隔离开关内C相熔断器内侧熔断管爆裂（整个熔断器由两个熔断管并列焊接组成），熔体与石英沙熔化在一起呈暗红色；外侧熔断管断开，已掉在开关柜门下，瓷管破裂，熔体断开，流出的石英沙呈白色晶体颗粒状。

固定熔断器用的上下金属卡箍，上方的已被电弧烧断；B相熔断器管有裂纹；A相熔断器管无损害。

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。

什么是内部过电压?内部过电压分类什么是内部过电压电气设备和电力线路在运行中有时要改变运行方式，也就是要进行停送电操作。

如切、合变压器；切、和电力线路；切、和电容器；切、合电动机等。

此外，运行中的电气设备和电力线路也可能发生事故，例如短路跳闸、断线、接地等。

无论是由于停送电操作，或者电气事故，都会引起电力系统运行状态的局部变化，即从一种状态变为另一种状态，也就是出现过渡过程。

在电路的过度过程中会引起电场能量和磁场能量的转换，这时可能出现很高的电压，形成过电压，这种过电压称为内部过电压。

产生内部过电压的原因很多，所引起的过电压大小不同。

有时几种因素交叉重叠在一起，引起的过电压数值很高。

一般认为，对地内部过电压可达相电压的3~4倍；相间内部过电压则为对地内部过电压的1.3~1.4倍。

根据现场运行经验，有时内部过电压高达相间电压的5~6倍。

内部过电压是由电力系统内部电、磁场能量的传递或转换引起的，因此与电力系统的电感、电容参数有关。

电阻消耗能量，从而能抑制过电压。

由此可见，内部过电压与电力系统内部结构、各项参数、运行状态、停送电操作和是否发生接地、断线等事故有关，十分复杂。

不同原因引起的内部过电压，其电压数值大小、波形、频率、延续时间长短也并不完全相同，预防措施也有区别。

内部过电压分类为了便于研究，现行国家技术标准把内部过电压分为工频过电压、谐振过电压和操作过电压，其中工频过电压和谐振过电压又称作暂时过电压。

所谓暂时过电压，并不是过电压延续时间短，而是时间长，要求供电系统运行部门采取措施使其尽快消除，使过电压只能暂时存在，不可长时间存在。

实际上，在内、外各种过电压中，过电压波长最短的是雷电过电压，主放电只有50~100us，雷电冲击波波长以微秒计。

内部过电压的延续时间都要比雷电过电压长，工频过电压可达几小时，谐振过电压几分钟，操作过电压以毫秒计，时间较短，但比雷电冲击波长了千倍。

雷电冲击波时间短，因此可以用避雷器有效地将雷电侵入波对地放电，避免对被保护设备造成过电压击穿损坏。