内部过电压概论.ppt

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1、内部过电压概论内部过电压概论一、一、内部过电压的分类内部过电压的分类n n内部过电压的定义内部过电压的定义电电电电力力力力系系系系统统统统中中中中由由由由于于于于断断断断路路路路器器器器操操操操作作作作、故故故故障障障障发发发发生生生生及及及及消消消消失失失失或或或或其其其其他他他他原原原原因因因因，使使使使系系系系统统统统参参参参数数数数发发发发生生生生变变变变化化化化，引引引引起起起起电电电电网网网网内内内内部部部部电磁能量电磁能量电磁能量电磁能量转化或传递转化或传递转化或传递转化或传递所造成的电压升高所造成的电压升高所造成的电压升高所造成的电压升高通通通通过过过过电电电电容容容容的的的的

2、静静静静电电电电耦耦耦耦合合合合和和和和互互互互感感感感的的的的电电电电磁磁磁磁耦耦耦耦合合合合，在在在在相相相相邻邻邻邻送送送送电电电电线线线线路路路路之之之之间间间间或或或或变变变变压压压压器绕组之间器绕组之间器绕组之间器绕组之间导线的折断导线的折断导线的折断导线的折断非非非非线线线线性性性性电电电电感感感感（磁磁磁磁饱饱饱饱和和和和现现现现象）满足谐振的条件象）满足谐振的条件象）满足谐振的条件象）满足谐振的条件n n内部过电压的特点内部过电压的特点过过过过电电电电压压压压的的的的能能能能量量量量来来来来源源源源于于于于系系系系统统统统本本本本身身身身，其其其其幅幅幅幅值值值值与与与与系系

3、系系统统统统标标标标称电压成正比，用称电压成正比，用称电压成正比，用称电压成正比，用K Kn n表征过电压的高低表征过电压的高低表征过电压的高低表征过电压的高低影影影影响响响响因因因因数数数数有有有有系系系系统统统统结结结结构构构构、中中中中性性性性点点点点运运运运行行行行方方方方式式式式、元元元元件件件件的的的的性能参数、故障性质及操作过程等性能参数、故障性质及操作过程等性能参数、故障性质及操作过程等性能参数、故障性质及操作过程等系系系系统统统统参参参参数数数数变变变变化化化化的的的的原原原原因因因因是是是是多多多多种种种种多多多多样样样样的的的的，因因因因此此此此内内内内部部部部过过过过电

4、压的幅值电压的幅值电压的幅值电压的幅值、振荡频率振荡频率振荡频率振荡频率、持续时间不相同持续时间不相同持续时间不相同持续时间不相同n n内部过电压的分类内部过电压的分类操作过电压操作过电压操作过电压操作过电压 因操作或故障引起的暂态电压升高因操作或故障引起的暂态电压升高因操作或故障引起的暂态电压升高因操作或故障引起的暂态电压升高暂暂暂暂时时时时过过过过电电电电压压压压 暂暂暂暂态态态态电电电电压压压压后后后后出出出出现现现现的的的的持持持持续续续续时时时时间间间间较较较较长长长长的的的的工频电压升高或谐振现象，过电压具有稳态性质工频电压升高或谐振现象，过电压具有稳态性质工频电压升高或谐振现象，

5、过电压具有稳态性质工频电压升高或谐振现象，过电压具有稳态性质工工工工频频频频过过过过电电电电压压压压 在在在在正正正正常常常常或或或或故故故故障障障障时时时时出出出出现现现现幅幅幅幅值值值值超超超超过过过过最最最最大大大大工工工工作作作作相相相相电电电电压压压压、频频频频率率率率为为为为工工工工频频频频或或或或接接接接近近近近工工工工频频频频的电压升高，或称工频电压升高的电压升高，或称工频电压升高的电压升高，或称工频电压升高的电压升高，或称工频电压升高谐谐谐谐振振振振过过过过电电电电压压压压 由由由由于于于于操操操操作作作作或或或或故故故故障障障障使使使使系系系系统统统统电电电电感感感感元元元

6、元件件件件与与与与电电电电容容容容元元元元件件件件参参参参数数数数匹匹匹匹配配配配时时时时，发发发发生生生生谐谐谐谐振振振振，产生过电压产生过电压产生过电压产生过电压内部过电压内部过电压内部过电压内部过电压二、工频过电压概述二、工频过电压概述n n工频过电压的定义工频过电压的定义在在在在正正正正常常常常或或或或故故故故障障障障时时时时出出出出现现现现幅幅幅幅值值值值超超超超过过过过最最最最大大大大工工工工作作作作相相相相电电电电压压压压、频频频频率率率率为工频或接近工频为工频或接近工频为工频或接近工频为工频或接近工频的电压升高，或称工频电压升高的电压升高，或称工频电压升高的电压升高，或称工频电

7、压升高的电压升高，或称工频电压升高n n工频过电压的分类工频过电压的分类按产生的原因分类有按产生的原因分类有按产生的原因分类有按产生的原因分类有 空载长线路的电容效应空载长线路的电容效应空载长线路的电容效应空载长线路的电容效应 不对称接地故障不对称接地故障不对称接地故障不对称接地故障 负荷突变负荷突变负荷突变负荷突变n n工频过电压的分类工频过电压的分类空载长线路的电容效应空载长线路的电容效应空载长线路的电容效应空载长线路的电容效应 当当当当首首首首端端端端的的的的输输输输入入入入阻阻阻阻抗抗抗抗为为为为容容容容性性性性，计计计计及及及及电电电电源源源源内内内内阻阻阻阻抗抗抗抗的的的的影影影影

8、响响响响(感感感感性性性性)时时时时，不不不不仅仅仅仅使使使使线线线线路路路路末末末末端端端端电电电电压压压压高高高高于于于于首首首首端端端端，而而而而且且且且使使使使线线线线路首、末端电压高于电源电动势路首、末端电压高于电源电动势路首、末端电压高于电源电动势路首、末端电压高于电源电动势以以以以单单单单相相相相接接接接地地地地故故故故障障障障最最最最为为为为常常常常见见见见，且且且且引引引引起起起起的工频电压升高也最严重的工频电压升高也最严重的工频电压升高也最严重的工频电压升高也最严重不对称接地故障不对称接地故障不对称接地故障不对称接地故障负荷突变负荷突变负荷突变负荷突变断断断断 路路路路 器

9、器器器 跳跳跳跳 闸闸闸闸 前前前前 输输输输 送送送送 负负负负 荷荷荷荷 的的的的 大大大大 小小小小、空空空空载载载载长长长长线线线线路路路路的的的的电电电电容容容容效效效效应应应应、发发发发电电电电机机机机励励励励磁磁磁磁系系系系统统统统及及及及电电电电压压压压调调调调整整整整器器器器的的的的特特特特性性性性、原动机调速器及制动设备的惰性原动机调速器及制动设备的惰性原动机调速器及制动设备的惰性原动机调速器及制动设备的惰性n n讨论工频过电压的意义讨论工频过电压的意义1母线侧母线侧母线侧母线侧 1.3p.u.1.3p.u.线路侧线路侧线路侧线路侧 1.4p.u.1.4p.u.直接影响操作

10、过电压的幅值直接影响操作过电压的幅值直接影响操作过电压的幅值直接影响操作过电压的幅值（前合闸案例）（前合闸案例）（前合闸案例）（前合闸案例）持持持持续续续续时时时时间间间间长长长长的的的的工工工工频频频频电电电电压压压压升升升升高高高高仍仍仍仍可可可可能能能能危危危危及及及及设设设设备备备备的的的的安安安安全运行全运行全运行全运行（油纸绝缘局放、绝缘子污闪、电晕等）（油纸绝缘局放、绝缘子污闪、电晕等）（油纸绝缘局放、绝缘子污闪、电晕等）（油纸绝缘局放、绝缘子污闪、电晕等）在在在在超超超超高高高高压压压压系系系系统统统统中中中中，为为为为降降降降低低低低电电电电气气气气设设设设备备备备绝绝绝绝缘

11、缘缘缘水水水水平平平平，不不不不但但但但要要要要对对对对工工工工频频频频电电电电压压压压升升升升高高高高的的的的数数数数值值值值予予予予以以以以限限限限制制制制，对对对对持持持持续续续续时时时时间也给予规定间也给予规定间也给予规定间也给予规定500kV500kV空空空空载载载载变变变变压压压压器器器器1.3p.u.1.3p.u.允允允允许持续许持续许持续许持续1min1min500kV500kV并并并并联联联联电电电电抗抗抗抗器器器器1.4p.u.1.4p.u.允允允允许持续许持续许持续许持续1min1minn n讨论工频过电压的意义讨论工频过电压的意义2决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依

12、据决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依据决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依据决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依据 1 1n n3 3、6 6、l0kVl0kV系统系统系统系统 工频电压升高可达系统最高工频电压升高可达系统最高工频电压升高可达系统最高工频电压升高可达系统最高运行线电压的运行线电压的运行线电压的运行线电压的1.11.1倍，避雷器的额定电压（灭弧倍，避雷器的额定电压（灭弧倍，避雷器的额定电压（灭弧倍，避雷器的额定电压（灭弧电压）规定为系统最高运行线电压的电压）规定为系统最高运行线电压的电压）规定为系统最高运行线电压的电压）规定为系统最高运行线电压的1.11.1倍，称倍，称倍

13、，称倍，称为为为为110110避雷器避雷器避雷器避雷器n n例如例如例如例如10kV10kV系统的最高运行线电压按系统的最高运行线电压按系统的最高运行线电压按系统的最高运行线电压按1.151.15UeUe考考考考虑，避雷器的额定电压（灭弧电压）为虑，避雷器的额定电压（灭弧电压）为虑，避雷器的额定电压（灭弧电压）为虑，避雷器的额定电压（灭弧电压）为12.7kV12.7kV决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依据决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依据决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依据决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依据 2 2n n3560kV3560kV系统，工频电压升高可达系统的最

14、高运行线电系统，工频电压升高可达系统的最高运行线电系统，工频电压升高可达系统的最高运行线电系统，工频电压升高可达系统的最高运行线电压，避雷器的额定电压（灭弧电压）规定为系统最高运行压，避雷器的额定电压（灭弧电压）规定为系统最高运行压，避雷器的额定电压（灭弧电压）规定为系统最高运行压，避雷器的额定电压（灭弧电压）规定为系统最高运行电压的电压的电压的电压的100100，称为，称为，称为，称为100100避雷器避雷器避雷器避雷器n n例如例如例如例如35kV35kV阀型避雷器的额定电压（灭弧电压）为阀型避雷器的额定电压（灭弧电压）为阀型避雷器的额定电压（灭弧电压）为阀型避雷器的额定电压（灭弧电压）为

15、41kV41kV110110、220kV220kV系统，工频电压升高可达系统最高电压的系统，工频电压升高可达系统最高电压的系统，工频电压升高可达系统最高电压的系统，工频电压升高可达系统最高电压的0.80.8倍，避雷器的额定电压（灭弧电压）则按系统最高电压的倍，避雷器的额定电压（灭弧电压）则按系统最高电压的倍，避雷器的额定电压（灭弧电压）则按系统最高电压的倍，避雷器的额定电压（灭弧电压）则按系统最高电压的8080确定，确定，确定，确定，称为称为称为称为8080避雷器避雷器避雷器避雷器例如：例如：例如：例如：FZ-110JFZ-110J的灭弧电压为的灭弧电压为的灭弧电压为的灭弧电压为100kV10

16、0kV决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依据决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依据决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依据决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依据 3 3330kV330kV及以上系统，输送距离较长，计及长线路及以上系统，输送距离较长，计及长线路及以上系统，输送距离较长，计及长线路及以上系统，输送距离较长，计及长线路的电容效应时，线路末端工频电压升高可能超过的电容效应时，线路末端工频电压升高可能超过的电容效应时，线路末端工频电压升高可能超过的电容效应时，线路末端工频电压升高可能超过系统最高电压的系统最高电压的系统最高电压的系统最高电压的8080，则根据安装位置的不同分，则根

17、据安装位置的不同分，则根据安装位置的不同分，则根据安装位置的不同分为：为：为：为：电站型避雷器（即电站型避雷器（即电站型避雷器（即电站型避雷器（即8080避雷器）避雷器）避雷器）避雷器）及及及及线路型避线路型避线路型避线路型避雷器（即雷器（即雷器（即雷器（即9090避雷器）两种避雷器）两种避雷器）两种避雷器）两种 n n工频过电压的限制措施工频过电压的限制措施装装装装设设设设并并并并联联联联电电电电抗抗抗抗器器器器：电电电电抗抗抗抗器器器器的的的的感感感感性性性性无无无无功功功功功功功功率率率率部部部部分分分分地地地地补补补补偿了线路的容性无功功率偿了线路的容性无功功率偿了线路的容性无功功率偿

18、了线路的容性无功功率可同时降低线路首端及末端的工频电压升高可同时降低线路首端及末端的工频电压升高可同时降低线路首端及末端的工频电压升高可同时降低线路首端及末端的工频电压升高选选选选择择择择合合合合适适适适的的的的电电电电抗抗抗抗器器器器容容容容量量量量和和和和位位位位置置置置来来来来控控控控制制制制工工工工频频频频电电电电压压压压升升升升高在允许范围内高在允许范围内高在允许范围内高在允许范围内500kV、336km空载线路合闸过电压空载线路合闸过电压倍数倍数 K 随时间的变化曲线随时间的变化曲线n n合合合合闸闸闸闸后后后后0.10.1秒秒秒秒内内内内的的的的电电电电压压压压升升升升高高高高：

19、是是是是高高高高幅幅幅幅值值值值、强强强强阻阻阻阻尼尼尼尼、高高高高频频频频率率率率的操作过电压的操作过电压的操作过电压的操作过电压n n0.10.1秒至秒至秒至秒至1 1秒内的电压升高：秒内的电压升高：秒内的电压升高：秒内的电压升高：是是是是由于发电机的调压装置的惰性和由于发电机的调压装置的惰性和由于发电机的调压装置的惰性和由于发电机的调压装置的惰性和线路的电容效应，称为线路的电容效应，称为线路的电容效应，称为线路的电容效应，称为暂时工频暂时工频暂时工频暂时工频电压升高电压升高电压升高电压升高n n大于大于大于大于1 1秒后秒后秒后秒后，发电机自动电压调整器发生作用，电压下降，发电机自动电压

20、调整器发生作用，电压下降，发电机自动电压调整器发生作用，电压下降，发电机自动电压调整器发生作用，电压下降，2 2、3 3秒后，系统进入稳定状态秒后，系统进入稳定状态秒后，系统进入稳定状态秒后，系统进入稳定状态，这时主要是长线路电容，这时主要是长线路电容，这时主要是长线路电容，这时主要是长线路电容效应引起的效应引起的效应引起的效应引起的稳态工频电压升高稳态工频电压升高稳态工频电压升高稳态工频电压升高 三、谐振过电压概述三、谐振过电压概述n n谐振过电压特点及分类谐振过电压特点及分类谐振过电压特点及分类谐振过电压特点及分类电电电电感感感感元元元元件件件件：电电电电力力力力变变变变压压压压器器器器、

21、互互互互感感感感器器器器、发发发发电电电电机机机机、消消消消弧弧弧弧线线线线圈圈圈圈、电抗器、线路导线电感等电抗器、线路导线电感等电抗器、线路导线电感等电抗器、线路导线电感等电电电电容容容容元元元元件件件件：线线线线路路路路导导导导线线线线对对对对地地地地和和和和相相相相间间间间电电电电容容容容、补补补补偿偿偿偿用用用用的的的的并并并并联联联联和串联电容器组、高压设备的杂散电容和串联电容器组、高压设备的杂散电容和串联电容器组、高压设备的杂散电容和串联电容器组、高压设备的杂散电容 当当当当系系系系统统统统进进进进行行行行操操操操作作作作或或或或发发发发生生生生故故故故障障障障时时时时，电电电电感

22、感感感、电电电电容容容容元元元元件件件件可可可可形形形形成成成成各各各各种种种种振振振振荡荡荡荡回回回回路路路路，如如如如某某某某一一一一自自自自由由由由振振振振荡荡荡荡频频频频率率率率等等等等于于于于外外外外加加加加强迫频率，发生谐振，系统元件上出现过电压强迫频率，发生谐振，系统元件上出现过电压强迫频率，发生谐振，系统元件上出现过电压强迫频率，发生谐振，系统元件上出现过电压谐谐谐谐振振振振是是是是一一一一种种种种周周周周期期期期性性性性或或或或准准准准周周周周期期期期性性性性的的的的运运运运行行行行状状状状态态态态，直直直直到到到到破破破破坏谐振的条件出现坏谐振的条件出现坏谐振的条件出现坏谐

23、振的条件出现谐谐谐谐振振振振过过过过电电电电压压压压的的的的严严严严重重重重性性性性既既既既取取取取决决决决于于于于它它它它的的的的幅幅幅幅值值值值，也也也也取取取取决决决决于于于于它的持续时间它的持续时间它的持续时间它的持续时间 谐振过电压危及电气设备的绝缘谐振过电压危及电气设备的绝缘谐振过电压危及电气设备的绝缘谐振过电压危及电气设备的绝缘持持持持续续续续的的的的过过过过电电电电流流流流烧烧烧烧毁毁毁毁小小小小容容容容量量量量的的的的电电电电感感感感元元元元件件件件，还还还还影影影影响响响响保保保保护装置的工作条件，如避雷器的灭弧条件护装置的工作条件，如避雷器的灭弧条件护装置的工作条件，如避

24、雷器的灭弧条件护装置的工作条件，如避雷器的灭弧条件系系系系统统统统中中中中的的的的有有有有功功功功负负负负荷荷荷荷是是是是阻阻阻阻尼尼尼尼振振振振荡荡荡荡和和和和限限限限制制制制谐谐谐谐振振振振过过过过电电电电压压压压的的的的有利因素有利因素有利因素有利因素对对对对应应应应三三三三种种种种电电电电感感感感参参参参数数数数，在在在在一一一一定定定定的的的的电电电电容容容容参参参参数数数数和和和和其其其其他他他他条条条条件件件件的配合下，可能产生三种不同性质的谐振现象的配合下，可能产生三种不同性质的谐振现象的配合下，可能产生三种不同性质的谐振现象的配合下，可能产生三种不同性质的谐振现象 线性谐振线

25、性谐振线性谐振线性谐振 铁磁谐振铁磁谐振铁磁谐振铁磁谐振 参数谐振参数谐振参数谐振参数谐振线性电感线性电感线性电感线性电感 非线性电感非线性电感非线性电感非线性电感 周期性变化的电感周期性变化的电感周期性变化的电感周期性变化的电感n n线性谐振线性谐振谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路由由由由不不不不带带带带铁铁铁铁芯芯芯芯的的的的电电电电感感感感元元元元件件件件（如如如如输输输输电电电电线线线线路路路路的的的的电电电电感感感感、变变变变压压压压器器器器的的的的漏漏漏漏感感感感）或或或或励励励励磁磁磁磁特特特特性性性性接接接接近近近近线线线线性性性性的的的的带带带带铁铁铁铁芯芯芯芯的的的的电电电

26、电感感感感元元元元件件件件（如如如如消消消消弧弧弧弧线线线线圈圈圈圈，其其其其铁铁铁铁芯芯芯芯中中中中有有有有气气气气隙隙隙隙）和和和和系系系系统统统统中中中中的的的的电电电电容容容容元元元元件件件件所所所所组组组组成成成成。在在在在正正正正弦弦弦弦电电电电源源源源作作作作用用用用下下下下，系系系系统统统统自自自自振振振振频频频频率率率率与与与与电电电电源源源源频频频频率率率率相相相相等等等等或或或或接接接接近近近近时时时时，可可可可能能能能产产产产生生生生线线线线性性性性谐振谐振谐振谐振消消消消弧弧弧弧线线线线圈圈圈圈补补补补偿偿偿偿电电电电网网网网：消消消消弧弧弧弧线线线线圈圈圈圈与与与与

27、导导导导线线线线对对对对地地地地电电电电容容容容串串串串联联联联谐振，或接近谐振，中性点出现危险的过电压谐振，或接近谐振，中性点出现危险的过电压谐振，或接近谐振，中性点出现危险的过电压谐振，或接近谐振，中性点出现危险的过电压线路末端接并联电抗器线路末端接并联电抗器线路末端接并联电抗器线路末端接并联电抗器首端断路器非全相操作首端断路器非全相操作首端断路器非全相操作首端断路器非全相操作超高压电网超高压电网超高压电网超高压电网 ：断开相（断开相（断开相（断开相（A A相）有工频电相）有工频电相）有工频电相）有工频电容传递过电压（容传递过电压（容传递过电压（容传递过电压（相间电相间电相间电相间电容的耦

28、合作用）容的耦合作用）容的耦合作用）容的耦合作用）C CBABA、C CCACA与与与与L LA A构成串联构成串联构成串联构成串联谐振回路谐振回路谐振回路谐振回路，参数配合不，参数配合不，参数配合不，参数配合不当时在断开相出现较高当时在断开相出现较高当时在断开相出现较高当时在断开相出现较高的工频谐振过电压的工频谐振过电压的工频谐振过电压的工频谐振过电压n n非线性谐振（铁磁谐振）非线性谐振（铁磁谐振）谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路由由由由带带带带铁铁铁铁芯芯芯芯的的的的电电电电感感感感元元元元件件件件（如如如如空空空空载载载载变变变变压压压压器器器器、电电电电压压压压互互互互感感感感器器器

29、器）和和和和系系系系统统统统的的的的电电电电容容容容元元元元件件件件组组组组成成成成。因因因因为为为为铁铁铁铁芯芯芯芯电电电电感感感感元元元元件件件件的的的的饱饱饱饱和和和和现现现现象象象象，使使使使回回回回路路路路的的的的电电电电感感感感参参参参数数数数是是是是非非非非线线线线性性性性的的的的，在在在在满满满满足足足足一一一一定定定定谐谐谐谐振振振振条条条条件件件件时时时时，会会会会产产产产生生生生铁铁铁铁磁磁磁磁谐谐谐谐振振振振，并并并并有有有有许许许许多特有的性质多特有的性质多特有的性质多特有的性质断线引起的铁磁谐振过电压断线引起的铁磁谐振过电压断线引起的铁磁谐振过电压断线引起的铁磁谐振

30、过电压断断断断线线线线后后后后非非非非全全全全相相相相运运运运行行行行，可可可可能能能能组组组组成成成成多多多多种种种种串串串串联联联联谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路，回回回回路路路路中中中中的的的的电电电电感感感感可可可可以以以以是是是是电电电电网网网网中中中中空空空空载载载载或或或或轻轻轻轻载载载载运运运运行行行行的的的的负负负负载载载载变变变变压压压压器器器器的的的的励励励励磁磁磁磁电电电电感感感感以以以以及及及及消消消消弧弧弧弧线线线线圈圈圈圈的的的的电电电电感感感感，回回回回路路路路中中中中的的的的电电电电容容容容可可可可以以以以是是是是导导导导线线线线对对对对地地地地和和和和相相

31、相相间间间间的的的的部部部部分分分分电电电电容容容容，电电电电感线圈对地杂散电容感线圈对地杂散电容感线圈对地杂散电容感线圈对地杂散电容电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压电电电电网网网网出出出出现现现现某某某某些些些些扰扰扰扰动动动动，如如如如电电电电压压压压互互互互感感感感器器器器的的的的突突突突然然然然合合合合闸闸闸闸、瞬瞬瞬瞬间间间间单单单单相相相相弧弧弧弧光光光光接接接接地地地地使使使使健健健健全全全全相相相相电电电电压压压压突突突突升升升升至至至至线线线线电电电电压压压压、故故

32、故故障障障障相相相相接接接接地地地地消消消消失失失失时时时时可可可可能能能能有有有有电电电电压压压压的的的的突突突突然然然然上上上上升升升升，在在在在这这这这些些些些暂暂暂暂态态态态中中中中的的的的涌涌涌涌流流流流使使使使电电电电压压压压互互互互感感感感器器器器三三三三相相相相电电电电感感感感饱饱饱饱和和和和，且且且且饱饱饱饱和和和和程程程程度度度度不不不不同同同同，电电电电网网网网三三三三相相相相对对对对地地地地阻阻阻阻抗抗抗抗明明明明显显显显不不不不同同同同，此此此此时时时时与与与与设设设设备备备备电电电电容容容容或或或或对对对对地地地地电电电电容容容容构构构构成成成成谐谐谐谐振振振振回回

33、回回路路路路，可可可可能激发起各种谐波谐振能激发起各种谐波谐振能激发起各种谐波谐振能激发起各种谐波谐振传递过电压传递过电压传递过电压传递过电压 当系统中发生不对称接地故障或断路器不同期操作当系统中发生不对称接地故障或断路器不同期操作当系统中发生不对称接地故障或断路器不同期操作当系统中发生不对称接地故障或断路器不同期操作时，可能出现时，可能出现时，可能出现时，可能出现明显的零序工频电压明显的零序工频电压明显的零序工频电压明显的零序工频电压，通过，通过，通过，通过静电和电静电和电静电和电静电和电磁耦合磁耦合磁耦合磁耦合在相邻输电线路之间或变压器绕组之间产生在相邻输电线路之间或变压器绕组之间产生在相

34、邻输电线路之间或变压器绕组之间产生在相邻输电线路之间或变压器绕组之间产生工频传递现象工频传递现象工频传递现象工频传递现象若与接在电源中性点的若与接在电源中性点的若与接在电源中性点的若与接在电源中性点的消弧线圈或电压互感器等铁消弧线圈或电压互感器等铁消弧线圈或电压互感器等铁消弧线圈或电压互感器等铁磁元件组成谐振回路磁元件组成谐振回路磁元件组成谐振回路磁元件组成谐振回路，还可能产生，还可能产生，还可能产生，还可能产生线性谐振或铁磁线性谐振或铁磁线性谐振或铁磁线性谐振或铁磁谐振传递过电压谐振传递过电压谐振传递过电压谐振传递过电压铁磁谐振的特点铁磁谐振的特点铁磁谐振的特点铁磁谐振的特点 相位反倾现象：

35、回路电流由电感性突变为电容性相位反倾现象：回路电流由电感性突变为电容性相位反倾现象：回路电流由电感性突变为电容性相位反倾现象：回路电流由电感性突变为电容性外激发现象：外激发现象：外激发现象：外激发现象：需要经过过渡过程建立起谐振，维持需要经过过渡过程建立起谐振，维持需要经过过渡过程建立起谐振，维持需要经过过渡过程建立起谐振，维持很长时间不会衰减很长时间不会衰减很长时间不会衰减很长时间不会衰减 系统的突然合闸、发生故障以及故障系统的突然合闸、发生故障以及故障系统的突然合闸、发生故障以及故障系统的突然合闸、发生故障以及故障的消除等，这些可造成铁芯电感两端的消除等，这些可造成铁芯电感两端的消除等，这

36、些可造成铁芯电感两端的消除等，这些可造成铁芯电感两端的短时电压升高、大电流的振荡过程的短时电压升高、大电流的振荡过程的短时电压升高、大电流的振荡过程的短时电压升高、大电流的振荡过程或电感中的涌流现象或电感中的涌流现象或电感中的涌流现象或电感中的涌流现象自激现象自激现象自激现象自激现象 ：没有外界的：没有外界的：没有外界的：没有外界的“冲击扰动冲击扰动冲击扰动冲击扰动”，工作在谐振状，工作在谐振状，工作在谐振状，工作在谐振状态态态态n n参数谐振参数谐振谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路由由由由电电电电感感感感参参参参数数数数作作作作周周周周期期期期性性性性变变变变化化化化的的的的电电电电感感感感

37、元元元元件件件件（如如如如凸凸凸凸极极极极发发发发电电电电机机机机的的的的同同同同步步步步电电电电抗抗抗抗在在在在X Xd d X Xq q的的的的周周周周期期期期性性性性变变变变化化化化）和和和和系系系系统统统统的的的的电电电电容容容容元元元元件件件件（如如如如空空空空载载载载长长长长线线线线）组组组组成成成成回回回回路路路路，当当当当参参参参数数数数配配配配合合合合时时时时，通通通通过过过过电电电电感感感感的的的的周周周周期期期期变变变变化化化化，不不不不断断断断向向向向谐谐谐谐振振振振系系系系统统统统输输输输送送送送能能能能量量量量，将将将将会造成参数谐振过电压会造成参数谐振过电压会造成

38、参数谐振过电压会造成参数谐振过电压四、操作过电压概述四、操作过电压概述n n操作过电压发生在由于操作过电压发生在由于操作过电压发生在由于操作过电压发生在由于“操作操作操作操作”引起的过渡过引起的过渡过引起的过渡过引起的过渡过程程程程n n“操作操作操作操作”：分、合闸空载线路：分、合闸空载线路：分、合闸空载线路：分、合闸空载线路 n n分、合闸空载变压器、电抗器分、合闸空载变压器、电抗器分、合闸空载变压器、电抗器分、合闸空载变压器、电抗器n n各类故障，例如接地故障、断线故障等各类故障，例如接地故障、断线故障等各类故障，例如接地故障、断线故障等各类故障，例如接地故障、断线故障等n n系统的运行

39、状况发生突然变化，导致系统系统的运行状况发生突然变化，导致系统系统的运行状况发生突然变化，导致系统系统的运行状况发生突然变化，导致系统内部电感元件和电容元件之间电磁能量的内部电感元件和电容元件之间电磁能量的内部电感元件和电容元件之间电磁能量的内部电感元件和电容元件之间电磁能量的互相转换，转换常常是强阻尼的、振荡性互相转换，转换常常是强阻尼的、振荡性互相转换，转换常常是强阻尼的、振荡性互相转换，转换常常是强阻尼的、振荡性的过渡过程的过渡过程的过渡过程的过渡过程与工频电压升高和谐振过电压相比，其特点：与工频电压升高和谐振过电压相比，其特点：与工频电压升高和谐振过电压相比，其特点：与工频电压升高和谐

40、振过电压相比，其特点：n n过电压幅值高过电压幅值高过电压幅值高过电压幅值高n n强阻尼、高振荡性强阻尼、高振荡性强阻尼、高振荡性强阻尼、高振荡性n n持续时间短（几个到几十个毫秒）持续时间短（几个到几十个毫秒）持续时间短（几个到几十个毫秒）持续时间短（几个到几十个毫秒）操作过电压的幅值和持续时间与操作过电压的幅值和持续时间与操作过电压的幅值和持续时间与操作过电压的幅值和持续时间与电网结构参数电网结构参数电网结构参数电网结构参数、断路断路断路断路器性能器性能器性能器性能、系统接线系统接线系统接线系统接线、操作类型操作类型操作类型操作类型等因素有关，其中很多等因素有关，其中很多等因素有关，其中很

41、多等因素有关，其中很多因素具有因素具有因素具有因素具有随机性随机性随机性随机性，因此过电压幅值和持续时间也具有，因此过电压幅值和持续时间也具有，因此过电压幅值和持续时间也具有，因此过电压幅值和持续时间也具有统计性统计性统计性统计性n n操作过电压类型操作过电压类型间歇电弧接地过电压间歇电弧接地过电压间歇电弧接地过电压间歇电弧接地过电压空载变压器分闸过电压（开断电感性负载，还空载变压器分闸过电压（开断电感性负载，还空载变压器分闸过电压（开断电感性负载，还空载变压器分闸过电压（开断电感性负载，还包括电抗器、高压电动机等）包括电抗器、高压电动机等）包括电抗器、高压电动机等）包括电抗器、高压电动机等）

42、空载线路分闸过电压（开断电容性负载，还包空载线路分闸过电压（开断电容性负载，还包空载线路分闸过电压（开断电容性负载，还包空载线路分闸过电压（开断电容性负载，还包括电容器组等）括电容器组等）括电容器组等）括电容器组等）空载线路合闸过电压（包括计划性、重合闸）空载线路合闸过电压（包括计划性、重合闸）空载线路合闸过电压（包括计划性、重合闸）空载线路合闸过电压（包括计划性、重合闸）解列过电压解列过电压解列过电压解列过电压n n决定电力系统绝缘水平的依据之一决定电力系统绝缘水平的依据之一 n n对于电压等级低一些的系统，操作过电压虽不是对于电压等级低一些的系统，操作过电压虽不是对于电压等级低一些的系统，

43、操作过电压虽不是对于电压等级低一些的系统，操作过电压虽不是决定绝缘水平的因素，但常因间隙电弧过电压等决定绝缘水平的因素，但常因间隙电弧过电压等决定绝缘水平的因素，但常因间隙电弧过电压等决定绝缘水平的因素，但常因间隙电弧过电压等引起事故引起事故引起事故引起事故n n随着系统电压的提高，操作过电压的问题就突出随着系统电压的提高，操作过电压的问题就突出随着系统电压的提高，操作过电压的问题就突出随着系统电压的提高，操作过电压的问题就突出出来，若不采取限压措施，将导致设备绝缘费用出来，若不采取限压措施，将导致设备绝缘费用出来，若不采取限压措施，将导致设备绝缘费用出来，若不采取限压措施，将导致设备绝缘费用

44、的迅速增加，因此的迅速增加，因此的迅速增加，因此的迅速增加，因此330kV330kV及以上超高压、特高压及以上超高压、特高压及以上超高压、特高压及以上超高压、特高压系统操作过电压及其限制措施的研究就非常重要系统操作过电压及其限制措施的研究就非常重要系统操作过电压及其限制措施的研究就非常重要系统操作过电压及其限制措施的研究就非常重要相对地绝缘相对地绝缘相对地绝缘相对地绝缘系系系系 统统统统 过电压倍数过电压倍数过电压倍数过电压倍数 3535 60kV60kV及以下系统（非直接接地）及以下系统（非直接接地）及以下系统（非直接接地）及以下系统（非直接接地）4.04.0110154kV110154kV

45、系统（非直接接地）系统（非直接接地）系统（非直接接地）系统（非直接接地）3.53.5110220kV110220kV系统（直接接地）系统（直接接地）系统（直接接地）系统（直接接地）3.03.0330kV330kV系统（直接接地）系统（直接接地）系统（直接接地）系统（直接接地）2.752.75500kV500kV系统（直接接地）系统（直接接地）系统（直接接地）系统（直接接地）2.02.0或或或或2.2 2.2 n n规程规定选择绝缘时计算用操作过电压倍数规程规定选择绝缘时计算用操作过电压倍数规程规定选择绝缘时计算用操作过电压倍数规程规定选择绝缘时计算用操作过电压倍数相间绝缘相间绝缘相间绝缘相间绝

46、缘n n 35220kV35220kV的相间操作过电压可取相对地的的相间操作过电压可取相对地的的相间操作过电压可取相对地的的相间操作过电压可取相对地的1.31.41.31.4倍倍倍倍n n 330kV330kV的相间操作过电压可取相对地的的相间操作过电压可取相对地的的相间操作过电压可取相对地的的相间操作过电压可取相对地的1.41.451.41.45倍倍倍倍n n 500kV500kV的相间操作过电压可取相对地的的相间操作过电压可取相对地的的相间操作过电压可取相对地的的相间操作过电压可取相对地的1.51.5倍倍倍倍n n采取必要措施将操作过电压限制在规定水平以下采取必要措施将操作过电压限制在规定

47、水平以下采取必要措施将操作过电压限制在规定水平以下采取必要措施将操作过电压限制在规定水平以下 线路上装设并联电抗器，限制工频电升高线路上装设并联电抗器，限制工频电升高线路上装设并联电抗器，限制工频电升高线路上装设并联电抗器，限制工频电升高改进断路器性能，采用带有并联电阻的断路器改进断路器性能，采用带有并联电阻的断路器改进断路器性能，采用带有并联电阻的断路器改进断路器性能，采用带有并联电阻的断路器采用金属氧化物避雷器限制操作过电压采用金属氧化物避雷器限制操作过电压采用金属氧化物避雷器限制操作过电压采用金属氧化物避雷器限制操作过电压五、内部过电压案例五、内部过电压案例 -切空线操作过电压切空线操作

48、过电压n n原因是分闸过程中触头间电弧重燃现象所引起的原因是分闸过程中触头间电弧重燃现象所引起的原因是分闸过程中触头间电弧重燃现象所引起的原因是分闸过程中触头间电弧重燃现象所引起的n n过电压产生原理过电压产生原理过电压产生原理过电压产生原理L L1 1：电源等值漏感：电源等值漏感：电源等值漏感：电源等值漏感L L2 2：线路电感线路电感线路电感线路电感C C1 1：母线侧对地电容母线侧对地电容母线侧对地电容母线侧对地电容C C2 2：线路电容线路电容线路电容线路电容e e(t)(t)：电源电势：电源电势：电源电势：电源电势开断空载线路等值电路开断空载线路等值电路开断空载线路等值电路开断空载线

49、路等值电路n n 切空线过电压发展过程切空线过电压发展过程 断断断断路路路路器器器器的的的的工工工工频频频频电电电电流流流流（容容容容性性性性电电电电流流流流），过过过过零零零零电电电电弧弧弧弧熄熄熄熄灭灭灭灭，此时电容此时电容此时电容此时电容C C2 2上的电压为最大值上的电压为最大值上的电压为最大值上的电压为最大值经过半个周期，恢复电压达到最大值（经过半个周期，恢复电压达到最大值（经过半个周期，恢复电压达到最大值（经过半个周期，恢复电压达到最大值（2 2E Emm）。如果）。如果）。如果）。如果断路器断口处断路器断口处断路器断口处断路器断口处介质强度恢复介质强度恢复介质强度恢复介质强度恢复

50、很快，电弧从此弧灭，很快，电弧从此弧灭，很快，电弧从此弧灭，很快，电弧从此弧灭，分闸过程结束，不会产生过电压，分闸过程结束，不会产生过电压，分闸过程结束，不会产生过电压，分闸过程结束，不会产生过电压，否则可能重燃否则可能重燃否则可能重燃否则可能重燃 不考虑线路上残余电荷泄漏，不考虑线路上残余电荷泄漏，不考虑线路上残余电荷泄漏，不考虑线路上残余电荷泄漏，C C2 2上的电压保持为上的电压保持为上的电压保持为上的电压保持为E Emm,断路器触头间恢复电压断路器触头间恢复电压断路器触头间恢复电压断路器触头间恢复电压U Ur r(t t)为为为为n n按最严重情况考虑：当恢复电压按最严重情况考虑：当恢