第12章電力系統(tǒng)操作過電壓12.1間歇電弧接地過電壓12.2空載變壓器分閘過電壓12.3空載線路分閘過電壓12.4空載線路合閘過電壓12.5

解列過電壓1、操作過電壓：系統(tǒng)中操作或故障使其工作狀態(tài)發(fā)生變化時，會產(chǎn)生電磁能量振蕩的過渡過程。電感元件貯存的磁場會在某一瞬間轉換為電場能貯存于電容元件中，產(chǎn)生數(shù)倍于電源電壓的過渡過程過電壓，稱為操作過電壓。2、特點：高頻振蕩、幅值高、持續(xù)時間短。3、研究意義：電氣設備正常的絕緣能承受3～4倍過電壓，當電壓等級提高后，如仍按此進行設計，費用迅速提高，需采用專門措施，限制操作過電壓。4、常見的操作過電壓：間歇電弧接地過電壓；空載變壓器分閘過電壓；空載線路分閘過電壓；空載線路合閘過電壓；解列過電壓。12.1

間歇電弧接地過電壓

在中性點不接地系統(tǒng)中，發(fā)生穩(wěn)定性單相接地時，非故障相對地電壓升至線電壓，一般允許帶故障運行一段時間（一般不超過2h）。1、間歇電弧接地過電壓：當單相接地電弧不穩(wěn)定，處于時燃時滅的狀態(tài)時，這種間歇性的電弧接地使系統(tǒng)工作狀態(tài)在時刻發(fā)生著變化，導致電感電容元件之間的電磁振蕩，形成遍及全系統(tǒng)的過電壓，這就是間歇電弧接地過電壓，或稱弧光接地過電壓。2、間歇電弧的特點：當10kv系統(tǒng)中接地電流小于30A、或35kv系統(tǒng)中接地電流小于10A時，接地電弧不易重燃。電弧的熄滅與重燃時刻決定了電弧接地過電壓的形成和發(fā)展。3、過電壓的形成過程：

當A相產(chǎn)生接地電?。ǘ搪罚r，B、C相的電壓上升為線電壓，又由于振蕩過程會產(chǎn)生過電壓。

此時接地電弧中產(chǎn)生接地電流，當此接地電流經(jīng)過第一個零點時，電弧熄滅。再經(jīng)過若干時間，A相電壓到達新的峰值。如果此時電弧重燃，新的振蕩過電壓比上一次會更高。電弧形成前：電弧形成后：4、限制措施：間歇電弧接地過電壓倍數(shù)一般不超過3.1，正常絕緣設備一般能承受。但此種過電壓持續(xù)時間長，遍及全系統(tǒng)，會對局部絕緣弱點造成威脅，可采用下列幾種措施來消除間歇電弧。中性點直接接地，避免中性點偏移；中性點經(jīng)消弧線圈接地，避免斷路器頻繁動作；若線路過長，可采用分網(wǎng)運行，減小接地電流。12.2

空載變壓器分閘過電壓1、空載變壓器分閘過電壓：切除空載變壓器，以及電動機、電抗器、消弧線圈等電感性元件時，被開斷的感性元件中儲存的能量釋放出來，產(chǎn)生振蕩，將形成分閘過電壓。2、過電壓的形成過程：分閘前：分閘后：變壓器側對地電容的能量：變壓器激磁阻抗的能量：當能量全部轉化為電場能時產(chǎn)生過電壓：其過電壓倍數(shù)：

可見，空載變壓器分閘過電壓產(chǎn)生的根本原因是電感電流被突然切斷?？蛰d變壓器分閘時產(chǎn)生的過電壓一般不超過5倍。如三相變壓器的中性點不直接接地，三相動作的不同步會導致過電壓比單相高50％左右。3、限制措施：限制切空變過電壓，一般采用加裝氧化鋅避雷器。由于切空變過電壓的幅值雖然高，但持續(xù)時間短、能量不大，故氧化鋅避雷器一般能夠滿足其容量要求。12.3空載線路分閘過電壓1、空載線路分閘過電壓：開斷空載線路、電容器組等容性元件時，若斷路器有重燃現(xiàn)象，則被分閘的容性元件會通過回路從電源處繼續(xù)獲得能量并積累起來，形成過電壓。2、過電壓的形成過程：線路上過電壓＋3、－5、＋7、－9…重燃次數(shù)越多，過電壓越高。實際中過電壓一般在2.5倍以下，但測量到過4.8倍分閘時：

可見，空載線路分閘過電壓產(chǎn)生的根本原因是斷路器重燃。分閘后經(jīng)過：此時斷路器兩端壓差大，如發(fā)生重燃，會產(chǎn)生過電壓：此時斷路器兩端壓差大，如再次重燃，會產(chǎn)生過電壓：假設在處斷路器重新開斷，經(jīng)過一段時間后：

按上述分析，空載線路分閘過電壓可以無限增大。但由于斷路器重燃和熄滅的時間具有隨機性，電磁振蕩還有阻尼性，因此一般過電壓不超過3倍。另外，中性點不接地系統(tǒng)，由于三相之間不對稱動作，會導致過電壓增大20％左右。3、限制措施：改善斷路器結構，提高介質滅弧能力，避免重燃。降低斷路器觸頭間恢復電壓。

斷路器觸頭間并聯(lián)電阻；斷路器線路側接電磁式電壓互感器；斷路器線路側并聯(lián)電抗器。12.4空載線路合閘過電壓1、空載線路合閘的種類：正常運行的計劃性合閘；線路故障切除后的自動重合閘。2、計劃性合閘：

以上分析沒有考慮合閘前的殘余電壓及線路參數(shù)的分布性，實際過電壓一般小于2，通常為1.65～1.85。3、自動重合閘：由于初始條件的不確定性，自動重合閘產(chǎn)生的過電壓要比計劃性合閘產(chǎn)生的過電壓嚴重。過電壓系數(shù)一般大于2，甚至會接近于3。4、限制措施：降低工頻穩(wěn)態(tài)電壓；消除和削減線路殘余電壓；采用帶有合閘電阻的斷路器；同步合閘；采用性能良好的避雷器。12.5解列過電壓1、解列過電壓：多電源供電系統(tǒng)中，出現(xiàn)異步運行或非對稱短路而使系統(tǒng)解列時，在其形成的單端供電空載線路上會產(chǎn)生解列過電壓。2、過