5.2电力系统操作过电压.pptVIP

5.2 电力系统操作过电压 操作过电压：是在电力系统中由于操作所引起的一类过电压。这里的操作包括：正常操作、非正常的故障。 特征： ①持续时间比较短。 ②其幅值与系统相电压幅值有一定倍数关系。 ③其幅值与系统的各种因素有关，有强烈的统计性。 ④依据系统的电压等级不同，显示重要性也不同。 ⑤在超高压系统中，它是决定系统绝缘水平依据之一。 常见类型： 空载线路合闸过电压 切空载线路过电压 切空载变压器过电压 中性点不接地系统中弧光接地过电压 产生原因:在计划性合闸或自动重合闸时，由于系统中储能元件（L、C）存在，状态的改变将引起振荡型的过渡过程。 合闸瞬间电源通过电感向电容充电，充电过程是无阻尼的振荡过程。振荡频率 uc是一个以合闸时刻电源电压瞬时值E为轴线，以ω0为角频率的高频正弦等幅振荡。振幅E的数值是个随机量，取决于合闸时刻。 最严重情况：当t=0时(合闸时刻），E值为最大值。当t=π/ω0时，ucmax=2Emax。 最严重情况：重合闸时电源电压恰好与线路残余电压反极性，并且为峰值Em，则重合闸时的过渡过程中最大过电压为： (1)合闸相位 (2)残余电荷 (3)断路器合闸的不同期 (4)回路损耗 (5)电容效应 (1)降低工频电压升高 降低工频电压升高会使操作过电压下降。目前超高压电网中采取的有效措施是装设并联电抗器和静止补偿装置(SVC)。 (2)断路器触头并联电阻 辅助触头DL2先接通，并联电阻R串入回路，经过1?2个工频周期后，主触头DL1闭合，并联电阻短接，完成了合闸过程。 (2)断路器触头并联电阻 为了降低过电压，在合闸的不同阶段对R的数值有不同要求。 (3)消除线路上的残余电荷 在线路侧接电磁式电压互感器，可在几个工频周期内，将全部残余电荷通过互感器泄放掉。 (4)装设避雷器 在线路首端和末端装设磁吹避雷器或金属氧化物避雷器。 对于单端电源的线路，正常或事故情况下，在将线路切除时，一般总是先切除负荷，后断开电源，后者操作即为切除空载线路。 对于双端电源线路，两端的断路器分闸时间总是存在一定的差异(一般约为0.01～0.05s)，则无论哪一端先断开，后断开的操作即为空载线路的分闸。 在确定220kV及以下电网绝缘水平时，空载线路分闸过电压是最重要的操作过电压。 产生过电压主要原因：断路器电弧重燃。 1.过电压产生的物理过程 线路上的过电压数值计算式： 过电压幅值=稳态值+（稳态值-初始值） 最严重情况，假定重燃发生在uAB为最大时刻，此时e(t)=Em 此过电压幅值=Em+[Em-(-Em)]=3Em 如果继续发生每隔半个工作周期就重燃一次和熄灭一次，则过电压将按3Em，-5Em，7Em，……。 1.过电压产生的物理过程 切空载线路过电压幅值高，持续时间可达0.5～1个工频周期以上，比雷过电压持续时间长得多。因此，不仅要求高电压开关具有足够的断流容量，而且要求它能通过切空线的试验。 (1)断路器的性能 (2)电网中性点的运行方式 (3)接线方式的影响 (4)电晕的影响 (5)线路侧的电磁式电压互感器 (1)选用灭弧能力强的快速断路器 (2)采用带并联电阻的断路器 切除空载变压器、消弧线圈、并联电抗器、电动机等电感性负荷是常见的操作，产生过电压的原因是分断感性小电流时，发生截流现象。 电感LT和电容CT储藏的磁场能和电场能分别为： 若略去截流时电容上的能量，则： 3.影响过电压因素 ①断路器性能。 ②变压器的特性阻抗 4.限制过电压措施 限制切除空载变压器的主要措施是采用阀型避雷器，避雷器应接在断路器的变压器侧，否则在切空变时将使变压器失去避雷器的保护。在雷雨季节也不能退出运行。 1.产生原因 电弧接地过电压：中性点不接地的电网，如果发生单相金属性接地，将引起健全相的电压升高到线电压。如果单相通过不稳定的电弧接地，即接地点的电弧间歇性熄灭和重燃，则在电网健全相和故障相上都会产生过电压。 2.单相接地电路图及相量图 3.分析 按工频电流过零时熄弧的理论分析得出的结论：健全相的最大过电压为-3.5Uph，故障相最大过电压为2Uph。 在实际情况下，由于过渡过程的衰减、残余电荷的泄漏以及相间电容的限压作用，燃弧相位不等等原因，过电压值应低些。 3.分析 注意： ①应假设某故障相达到最大值时电弧接地，这是最严重情况 ②掌握某一状态、某一时间下电压初始值、稳态值 ③过电压的最大幅值可用下面公式估算 过电压幅值=稳态值+(稳态值-初始值) 4.影响因素 ①电弧熄灭与重燃时的相位。 ②系统的相关参数 ③中性点接地方式 5.限制措施 产生原因：电网产生间歇性电弧，中性点有电位偏移。 解决方法：将中性点直接接地，使发生单相接地故障时形成单相短路电流，将线路断开，待故障消除后恢复供电；中性点采用经消弧线圈接地。