f0 mf
CT
CTLKCS
CT
二、影响过电压的因素与限制措施
1．影响过电压的因素 (1)断路器的性能 (2)变压器的特性 (3)变压器中性点接地方式 2．限制过电压的措施
可用磁吹阀式避雷器或金属氧化物避雷器来限制
3.3.1.4 电弧接地过电压
中性点不接地系统中发生单相接地故障时，经过故障点的电容电流处于某一范围内时，可能出现电 弧的燃烧与熄灭的不稳定状态。这种间歇性的电弧将导致系统中电感——电容回路的电磁振荡过程， 产生遍及全电网的间歇性电弧接地过电压。
铁磁谐振的条件：
KL0
1
KC
图3-18 图3-19
若忽略回路 电阻
•• •
EULUC
EUULUC
三、参数谐振过电压
在含有周期性变化的电感回路中，当感抗周期性变化的频率为电源频率的偶数倍，并有一定的容抗配 合时，就可能发生参数谐振过电压。
采用快速自动调节励磁装置、增大振荡回路的阻尼电阻等措施，一般可消除这种过电压。
• 中性点有效接地系统的绝缘水平可比非有效接地系统低20％左右。但降低绝缘水平的经济效益大小与系 统的电压等级有很大的关系.
• 在110kV及以上的系统中，采用有效接地方式以降低系统绝缘水平在经济上意义很大，成为选择中性点 接地方式时的首要因素 .
• 在66kV及以下的系统中，绝缘费用所占比重不大，一般均采用中性点非有效接地方式。
图3-4
3.3.1.2 空载线路的合闸过电压
空载线路的合闸过电压是常见 的一种操作过电压。空载线路 合闸有两种情况，即计划性合
闸和自动重合闸。
A QF B e (t)
一、计划性合闸引起的过电压
L
i CT
u 在计划性合闸之前， 线路上一般不存在 残余电荷，初始电压 为零，在合闸初瞬间 的暂态过程中，电源 电压通过等值电感
一、过电压产生的物理过程
L 为电源等值电感， S
L 为母线至变压器连线的电感， K
C 为变压器绕组及连接线的对地电容 T
L T 为 变压器的励磁电感
LS
u (t)
CS
C 为母线对地电容， S
QF
i
iL
iC
LT
CT
uC
LK
图 图39-7－ 7 切 除 空 载 变 压 器时的等值电路
iL
CT
iL
U0
UC
1.5K K 2
j
3 2
• U
பைடு நூலகம்
A0
K x0 x1
U BU C3K K 2 K 21U A 0K eU A0
Ke
3
K2 K1 K2
Ke
e
图3-15
三、发电机突然甩负荷引起的工频电压升高
当输电线路在传输较大容量时，断路器因某种原因而突然跳闸甩掉负荷，会在原动机与发电机内引起 一系列机电暂态过程，它是造成工频电压升高的又一原因。
Em
E m、……的规律变化，直到
Em
触头间有足够的绝缘强度，电弧不再 重燃为止。
二、影响分闸过电压的因素及限制措施
1．影响分闸过电压的主要因素 (1)断路器的灭弧性能 (2)电网中性点接地方式 (3)母线上的出线数 (4)线路的电晕损失及电磁式电压互感器
2．限制分闸过电压的主要措施 (1)提高断路器的灭弧能力 (2)加装并联电阻 (3)利用线路金属氧化物避雷器来保护
铁磁谐振过电压
1
要求
任务3.3.1电力系统操作过电压
熟悉电力系统中内部过电压的产生和发展过程，能正确利用各种措施避免或抑制电力系统中的 内部过电压.
3.3.1.1 空载线路的分闸过电压
切除空载线路是电力系统常见的一种操作。产生过电压的根本原因是断路器 分闸过程中的电弧重燃现象。
一、过电压产生的物理过程
工频电压升高的危害
1.工频电压升高与多种操作过电压有可能同时出现，相互叠加. 2.工频电压升高是决定某些过电压保护装置工作条件的重要依据 . 3.工频电压升高持续的时间很长，对设备绝缘及其运行条件也有很大影响 .
一、空载长线电容效应引起的工频电压升高
以线路末端作为距离的起点，线路上任意一点处的电
图图3-5 9 － 5 空 载 线 路 合
闸时的等值电路
对空载线路的等值电容
充电，回路中将发生高频振荡过程。
稳态值＋（稳态值－初始值） ＝
E m＋（
E m－0）
E ＝2
m
稳态值＋(稳态值－初始值)＝
E ＋［ m
E －（－ m
E ＝3 m
E ）］ m
图3-6
1．影响因素 (1)合闸相位 (2)线路损耗 (3)线路残余电 压的变化
t
2
t
2
t2
t t3 t2
t3
t2
T 2
U phm
u1
U 2 ( t m 3 ) U 3 ( t m 3 ) 2 ( 1 .5 U p) h 0 m .5 U p h 3 m .5 U ph
由以上分析可知，按工频熄弧理论分析得到的非故障相的过电压倍数为3.5，故障相的 最大过电压倍数为2倍，过电压的波形具有同一极性，且故障相不会产生振荡过程。
+.
. UA -
-
U
-
B.
UC
+N +
.
IC F
一、过电压发展的物理过程
2
.
I2
3
.
1
I3
C1 C3 C2
. . UB
U BA
. . I3
IC
.
I2
. UC .
UCA
.
UA
（a)
(b)
图图3-99－9 中性点绝缘系统发生单相接地的电路图及 相量图
(a)电路图；(b)相量图
C1 C2 C 3
C1C2C3C
压为
U
U2
U1
.
E
•
•
•
Ux
Ecos Ecos cos cosXSsin cos()
x
XS
. I1
.
U1
l,Z ,v
0.
. I2 U2
Z
图3图-139 － 1 3 沿 空 载 线 路 的 电 压 分 布
• 从线路末端（ 末端电压为
x 0 ）开始，沿线的工频电压按余弦规律分布，线路末端电压
• 讨论 (1)如果电源容量为无限大，则末端的工频过
u 1 ( t2 ) u A ( t2 ) U N D U ph U m ph 0 m
u 2 ( t2 ) u B ( t2 ) U N D 0 .5 U ph U m ph 1 m .5 U ph
u 3 ( t 2 ) u C ( t 2 ) U N D 0 .5 U p h m U p h m 1 .5 U p h m
1 LC
0
电容上的稳态 电压幅值为
UcmUm2URm1C
1 22
0
02
U cm
2
0
Um
1
0
2
1R
0
2L
C
图3-17
二、铁磁谐振过电压
• 铁磁谐振发生于含有铁心电感元件的振荡电路中。由于铁心电感元件的磁饱和现象，使回路的电感 不再是常数，而是随着电压或电流的变化而变化。在一定的条件下，回路中的感抗会出现和容抗相 等的情况，从而产生铁磁谐振现象。
三、影响合闸过电压的因素及限制措施
2．限制措施 (1)装设并联合闸阻 (2)采用单相自动重合闸 (3)同步合闸 (4)利用避雷器保护
3.3.1.3 切除空载变压器过电压
切除空载变压器也是电力系统中常见的一种操作。切除空载变压器就是开断一个小容量电感负荷， 这时会在变压器上和断路器上出现很高的截流过电压。
，
I2 I3 3CUph
IC 3I2 3CU ph
图3-10
t t1
U2m(t1)U3m(t1)稳态值＋（稳始 态值 值） － ＝2稳态值－初始值
t t2
＝ 2 ( 1 .5 U ph ) m ( 0 .5 U ph ) m 2 .5 U phm
u1(t2) 0
u2(t2 )u3(t2 )1.5Uphm
U
phm
1 2
CTU
2 phm
CT
LT
I0 CT
WL
1 2
LT I02
WC 12CTU02
1 2
C
TU
cm
2
＝
1 2
LT
I2 0＋
1 2
C
T
U
0
2
U＝ cm
LT CT
I02
U02
U＝ cm
m
LT CT
I02
U02
U cm ≈
m
LT CT
I02
mZTI0
图3-8
KU cm
U phm
1 mZT2πfL T
Q F LT
LT
LS A B 2
2
e(t)
CT
QF AB
L
i
e(t)
CT
u
(a)
(b)
图图3-19－1 切除空载线路时的等值电路
（a）等值电路；（b)简化后的等值电路
e(t)Emcots
i(t) Em cost (90)
XCXL
u (t )
CT
e(t)
图3-2
t t1
t1
u AB
t t2
u AB 2Em
知识点
绝缘配合的基本概念 绝缘配合的原则 绝缘配合的惯用法 绝缘配合的统计法和简化统计法 电气设备的绝缘水平的确定 架空输电线路绝缘水平的确定