国家电网招聘考试高频考点高电压：电力系统内部过电压

      1、概述

      1、内部过电压：由于电力系统中的开关操作、故障或其他原因，使系统参数发生变化，在系统内部引起电磁能量转换和传递过程产生的过电压。

      2、内部过电压的产生根源：电力系统内部存储的电磁能量发生交换和振荡。

      3、内部过电压的分类

      4、暂时过电压因为系统的电容电感参数配合发生变化引起，具有稳态性质，如不采取措施，将会长期存在。

      5、操作过电压因开关操作或故障引起，是系统从一种稳态向另一种新稳态的过渡过程产生的，其持续时间较短(0.1s以内)。

      6、内部过电压倍数K为内部过电压幅值与最高运行相电压的幅值之比，与系统结构、运行方式、断路器性能、故障性质等多种性质有关，具有明显的统计性。

      7、系统最大工作电压=容许电压偏移系数×系统额定电压。容许电压偏移系数k，对于220kV及以下系统为1.15倍，对于330~500kV系统为1.1倍。

      8、我国电力系统绝缘配合要求内部过电压倍数：60kV及以下系统不大于4倍，110~220kV系统不大于3倍，330kV系统不大于2.75倍，500kV系统不大于2倍。

      9、220kV及以下系统，绝缘水平主要由雷电过电压决定；330kV及以上超、特高压系统中，绝缘水平主要由操作过电压决定。

      2、暂时过电压

      1、工频电压升高(工频过电压)

      1、工频过电压和操作过电压常常同时发生，其大小直接影响操作过电压的幅值。

      2、空载长线的容升效应(电容效应)的结论：

      ①线路上的工频电压从线路末端向首端按余弦规律分布，线路末端电压最高；

      ②由于线路电阻和电晕损耗的限制，在任何情况下工频过电压都不会超过2.9p.u.；

      ③工频电压升高与电源容量有关：电源容量有关，电抗越大，工频电压升高越严重；

      ④在双端电源的线路中，线路两端的断路器必须遵守一定的操作顺序：线路合闸时，先合电源容量较大的一侧，后合电源容量较小的一侧；线路切除时，先切电源容量较小的一侧，后切电源容量较大的一侧。

      3、工频过电压的抑制措施：

      ①220kV以下不需要限制；

      ②330~500kV，采用并联电抗器或者静止补偿装置，将工频电压限制在1.3~1.4倍相电压以下。

      2、谐振过电压

      1、线性谐振过电压

      ①产生条件：ωL=1/ωC

      ②电力系统可能出现的谐振现象：空载长线电容效应引起的谐振、中性点非有效接地系统中不对称接地引起的谐振、消弧线圈全补偿时的谐振及某些传递过电压的谐振。

      ③消除措施：使回路脱离谐振状态或增加回路的损耗。

      2、参数谐振过电压

      ①产生原因：系统中某些元件的电感发生周期性变化，并有相应的电容配合，回路电阻又不大时，则有可能引发参数谐振。

      ②发电机的自励磁过电压属于参数谐振过电压。

      ③消除措施：发电机在正式投入运行之前，设计部分要进行自激的校核，避开谐振点。

      3、铁磁谐振过电压

      ①产生原因：电感元件饱和时，而是随电流或磁通的变化而变化，在满足一定条件时，就会产生铁磁谐振现象。

      ②必要条件：ωL>1/ωC

      ③根本原因：铁磁元件的非线性。

      ④常见铁磁谐振过电压：传递过电压、断线谐振过电压(导线断线、断路器的非全相动作或严重的不同期重合、熔断器的不同期熔断)、电磁式电压互感器饱和引起的谐振过电压。

      3、操作过电压

      1、切除空载线路过电压

      1、根本原因：断路器触头间电弧重燃。

      2、影响因素：

      ①中性点接地方式

      ②断路器性能

      ③母线出线数

      ④线路负载及电磁式电压互感器

      3、限制措施：

      ①采用不重燃断路器

      ②加装并联分闸电路：先切主触头，再切辅助触头

      ③安装避雷器

      2、空载线路合闸过电压

      1、根本原因：电容电感的电磁振荡。

      2、空载线路合闸分为两种情况：正常合闸、自动重合闸。正常(计划性)合闸时，线路上没有残余电荷，最大过电压幅值2Uφ；三相重合闸过电压是合闸过电压最严重的的一种，最大过电压理论幅值3Uφ。

      3、合闸过电压在超/特高压系统的绝缘配合中，上升为主要矛盾，成为选择超/特高压系统绝缘水平的决定性因素。

      4、影响因素：

      ①合闸相位

      ②线路残余电压电压的大小与极性

      ③线路损耗

      5、限制措施：

      ①同电位合闸

      ②装设并联合闸电阻：先合辅助触头，后合主触头

      ③安装避雷器

      3、切除空载变压器过电压

      1、根本原因：断路器截流现象

      2、影响因素：

      ①断路器性能

      ②变压器特性

      3、限制措施：安装避雷器

      4、间歇电弧接地过电压

      1、根本原因：中性点不接地系统中单相接地电流较大时，接地电弧不能自熄灭，但又不会大到形成稳定电弧的程度，因此在故障点可能出现电弧“熄灭-重燃”的间歇性现象，而引起电力系统状态瞬息改变，导致电网中电感电容回路的电磁振荡，产生过电压。

      2、健全相最大过电压倍数为3.5p.u.，故障相上不存在振荡过程，最大过电压倍数等于2.0p.u.。

      3、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

      4、限制措施：

      ①采用中性点有效接地方式

      ②采用中性点经消弧线圈接地方式：通过采用过补偿运行方式

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