电力系统过电压

1、1- -2 2- - -3 3- - -4 4- - -5 5- - -6 6- -A相接地B、C相对地电容充电A相熄弧B、C相电荷平均导致系统电位升高A相接地振荡2.5p.u.振荡3.5p.u.- -7 7- -中性点不接地系统的单相接地假定：A相达到最大值时对地闪络maxSS0S0()2UUUUUU1.5p.u. 1.5p.u. ( 0.5p.u.2.5p.)u. 如果如果A A相发生金属性接地，或电弧熄灭后不再重燃，则在健全相上出现的过电相发生金属性接地，或电弧熄灭后不再重燃，则在健全相上出现的过电压不会超过压不会超过2.5 p.u.2.5 p.u.。 +1p.u.0p.u.-0.5p.

2、u.-1.5p.u.-0.5p.u.-1.5p.u.ABC- -8 8- -如果发生间歇性电弧，则情况有所不同：熄弧：接地电弧通常在过零时熄灭。关于电弧熄灭的理论，目前有几种，如工频电流熄弧理论、高频电流熄弧理论等，一般认为发生在大气中的开放性电弧的熄灭是受工频电流控制的。起弧时刻熄弧时刻0p.u.+1.5p.u.+1.5p.u.ABC- -9 9- -0p.u.+1.5p.u.+1.5p.u.ABC+ 1.0p.u.+1.0p.u.+1.0p.u.电荷在系统中重新分配系统电位升高1.0 p.u.通过泄漏电阻慢慢泄放0 p.u.0 p.u.0 p.u.半个周期之后:+2.0p.u.+0.5p.

3、u.+0.5p.u.ABC0p.u.-1.5p.u.-1.5p.u.maxSS0S0()2UUUUUU21.5p.u. -0.5p.u3.5p.u. （）间歇性电弧接地，健全相上的过电压为健全相上的过电压为 3.5 p.u.。- -1010- - -1111- -jdCLIII流过故障点的接地电流为Ijd，此电流由两个分量组成，一是电容C2，C3在线电压作用下的电容电流IC，二是消弧线圈电感L在中性点电压Uph作用下流过的电感电流IL ，- -1212- -2ph0Lr22Cph/133ULIkICULC01/3LC脱谐度r2CL0rrC11 ()IIkI - -1313- - -1414-

4、-采用过补偿时，通常采用过补偿时，通常r =-0.05 -0.10，即过补偿，即过补偿5 10 %，但应使残流值不超，但应使残流值不超过过 l0 A，否则还可能出现间隙性电弧。，否则还可能出现间隙性电弧。 AABBCCNAAA21()U CU CU CUCCCL 过于接近全补偿，则中性点位过于接近全补偿，则中性点位移电压过大危及系统绝缘。移电压过大危及系统绝缘。- -1515- - -1616- - -1717- -设电源电势为Emcost。线路采用T型电路来等值；LT，CT分别为线路总的电感、电容；电源电感为LS；忽略线路及电源的电阻；并假定线路上的残留电荷为0。 L = LS + LT /

5、2。 0( )(0) ( )( ) ()tCu tey tey td丢阿莫尔积分m000m-sin( )(1 c(1 cos)os()Ctu tdEEttm2000( )(coscos)(cosco)s)11 (CC mu tttUttE0T1/LC- -1818- -CCm0( )(cosecos)tUtUtt为衰减系数，我国为衰减系数，我国330kV330kV，500kV 500kV 电网实测结果，电网实测结果， 30 30 - -1919- -CCm00( )(coscos)UtUtAtC00Cm1UAU A0值在02间 这种情况下，线路上过电压的最大值可达这种情况下，线路上过电压的最大

6、值可达3 3U UCmCm。若计及损耗，则低于此值。若计及损耗，则低于此值。 全响应全响应= =零输入响应零输入响应+ +零状态响应零状态响应- -2020- - -2121- - -2222- - -2323- -对对 500kV 线路的断路器，国外大线路的断路器，国外大多采用多采用 400，国内由于电阻的热，国内由于电阻的热容量的原因，大多取容量的原因，大多取 1000 左右。左右。 - -2424- - -2525- - -2626- -用 T型等值电路来代替一条单相空载线路 T1/()LC稳定时，若假定e(t) = Emcost，则i=-CTEmsint（忽略电感）线路容抗远远大于感抗

7、，有微弱的容升效应回路的自振角频率0T1/LC- -2727- -断路器开断前：T1/()LC此后电源与线路断开，线路保持一个直流电压（ Em ）,电源电压继续变化。断路器开断容性电流并熄弧（电源电压达到最大值Em，电流过零点）：回路流过容性电流，线路电压约等于电源电压。- -2828- -第一次重燃半个工频周期之后电源电压反向，断路器触头之间电压为2Em，如果此时断路器触头之间介质的绝缘强度没有恢复到一定的值，就可能发生电弧重燃。初始值稳态值+Em-Em过电压值： -3Em高频过零熄弧线路电压保持为-3Em- -2929- -重复步骤：反向燃弧熄弧线路电压发展：-3Em5Em-7Em9Em系

8、统实测结果表明，超过 3Em 的过电压概率是很小的，这是因为过电压受多种因素影响的缘故。 - -3030- - -3131- - -3232- - -3333- - -3434- - -3535- - -3636- -切断空载变压器的等效电路L为变压器的激磁电抗；C为变压器本身及连接母线等的对地电容，其数值视具体情况而定，约为几百至几千皮法，e(t) 为电源电势；LS为电源电感。 LCLIIII开断前，熄弧时，若电流为I0，电压为U0，则：2L012WLI电感储存能量：2C012WCU电容储存能量：- -3737- -熄弧后，电感续流，电感能量全部转化为电容能量：222Cmax00111222

9、CULICU222Cmax0000m= ZLLUIUIICCL大C小I0大过电压大一般情况下，一般情况下，I I0 0并不大，极限值为激磁电流的最大值，只有几安到几十安，并不大，极限值为激磁电流的最大值，只有几安到几十安，可是变压器的特征阻抗可是变压器的特征阻抗 Z Zm m 很大，可达上万欧，故能产生很高的过电压。很大，可达上万欧，故能产生很高的过电压。 - -3838- - -3939- - -4040- -rt=13.3/(/s)TKu- -4141- - -4242- -221121(1)/(1)Vxx Vxxxx- -4343- - -4444- - -4545- -当母线上流过频率很高的VFTO波时，由于集肤效应，VFTO波仅沿母线的外表层及外壳的内表层流动，外壳电位为0。3301232ZUUZZZ当VFTO波到达套管处时会发生折反射，如图（b）所示，便是VFTO到达A点后电流的流通路径示意图，其等值电路图如图（c）所示。根据该等值