高电压技术第12章 暂时过电压
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1、高电压工程基础高电压工程基础华南理工大学电力学院第第12章章 暂时过电压暂时过电压 12.1 工频电压的升高工频电压的升高 12.1.1 超高压系统中工频电压升高的重要性超高压系统中工频电压升高的重要性 12.1.2 工频电压升高的原因工频电压升高的原因 12.1.3 工频电压升高的限制措施工频电压升高的限制措施 12.2 谐振过电压谐振过电压 12.2.1 谐振的种类谐振的种类 12.2.2 铁磁谐振过电压铁磁谐振过电压 高电压工程基础电力系统过电压外部过电压内部过电压暂时过电压操作过电压在电力系统内部，由于断路器的操作或发生故障，使系统参数发生变化，引起电网电磁能量的转化或传递，在系统中出
2、现过电压，这种过电压称为内部过电压。操作过电压即电磁暂态过程中的过电压；一般持续时间在 0.ls（五个工频周波）以内的过电压称为操作过电压。 暂时过电压包括工频电压升高及谐振过电压；持续时间比操作过电压长。 高电压工程基础12.1 工频电压升高工频电压升高操作过电压暂态工频过电压稳态工频过电压 一般而言，工频电压升高对 220kV 等级以下、线路不太长的系统的正常绝缘的电气设备是没有危险的。但对超高压、远距离传输系统绝缘水平的确定却起着决定性的作用。 高电压工程基础500kV空载线路合闸时，线路首端、末端电压变化过程的实测曲线1212.1.1 超高压系统中工频电压升高的重要性超高压系统中工频电
3、压升高的重要性 工频电压升高的数值是决定保护电器工作条件的主要依据，例如金属氧化物避雷器的额定电压就是按照电网中工频电压升高来确定的。同时，工频电压升高幅值越大，对断路器并联电阻热容量的要求也越高，从而给制造低值并联电阻带来困难。 操作过电压与工频电压升高是同时发生的，因此工频电压的升高直接影响操作过电压的幅值。 工频电压升高持续时间长，对设备绝缘及其运行性能有重大影响。例如，可导致油纸绝缘内部游离，污秽绝缘子的闪络、铁芯的过热、电晕等。高电压工程基础12.1.2 工频电压升高的原因工频电压升高的原因 空载长线的电容效应空载长线的电容效应 高电压工程基础一条空载长线可以看作由无数个串连的RLC
4、回路构成，在工频电压作用下，线路的总容抗一般远大于导线的感抗(电路中将流过容性电流,电容上电压高于电源电势),因此线路各点的电压均高于线路首端电压，而且越往线路末端电压越高。122212cosjsinjsincosUUlI ZlUIlIlZ相位系数00L CZ：线路波阻抗l：线路长度若末端开路：20I 21/cosUUl当 l = / 2时： 1/4波长谐振（末端电压无穷大）无穷大电源 系统若考虑电源感抗：1R1j ctgUZZlI ZR为线路末端开路时的首端输入阻抗：1RSRS(ctg )jctgEEUZZlXZXZl011Sctg/ctgZlKUEZlX212020112S11cossin
5、UU UKK KXEE UllZSarctgXZ02coscos()KlRZ 电源容量越小，过电压越大，因此在计算工频过电压时，应计及系统可能出现的最小运行方式，即XS 可能的最大值。 高电压工程基础 不对称短路引起的工频电压升高不对称短路引起的工频电压升高（A相短路为例）相短路为例） 2202012202012(1)()(1)()BACAaZaa ZUEZZZaZaa ZUEZZZ010101011.53j221.53j22BACAXXUEXXXXUEXX 20011(1)01()() 13()2BCXXXXUUEKEXXK(1） ：单相接地因数，说明单相接地故障时，健全相的对地最高工频电压
6、有效值与故障前故障相对地电压有效值之比。高电压工程基础n 中性点绝缘的3 10kV系统：X0 主要由线路容抗决定，为负值。单相接地时，健全相电压升高约为线电压的 1.1 倍。选择避雷器灭弧电压时，取 110% 的线电压（110% 避雷器）。n 中性点经消弧线圈接地的35 60kV系统：在过补偿状态运行时，X0 为很大的正值，单相接地时健全相电压接近线电压。选择避雷器灭弧电压时，取 100% 的线电压（100% 避雷器）。n 对中性点直接接地的110 220kV系统：X0 为不大的正值，一般K（1） 小于3，健全相上电压升高不大于1.4倍相电压，约为80% 的线电压（ 80% 避雷器）。 高电压
7、工程基础 突然甩负荷引起的工频电压升高突然甩负荷引起的工频电压升高n 当甩负荷后，发电机中通过激磁绕组的磁通来不及变化，与其相应的电源电势Ed 不变。原来负荷的电感电流对主磁通的去磁效应突然消失，而空载线路的电容电流对主磁通起助磁作用，使Ed上升。因此加剧了工频电压的升高。n 其次，从机械过程来看，发电机突然甩掉一部分有功负荷，而原动机的调速器有一定惯性，在短时间内输入给原动机的功率来不及减少，主轴上有多余功率，这将使发电机转速增加。转速增加时，电源频率上升，不但发电机的电势随转速的增加而增加，而且加剧了线路的电容效应。 高电压工程基础12.1.3 工频电压升高的限制措施工频电压升高的限制措施
