电力系统内部过电压-谐振过电压（高电压技术）

9-1电力系统的工频电压升高9-2谐振过电压9-3操作过电压第九章电力系统内部过电压

9-3-1切断空载线路过电压9-3-2空载线路合闸过电压9-3-3切除空载变压器过电压9-3-4电弧接地过电压9-2谐振过电压概念：电力系统中存在着大量储能元件，即储存静电能量的电容元件和储存磁能的电感元件。当系统中出现扰动时，这些电感、电容元件就有可能形成各种不同的振荡回路，引起谐振过电压。电力变压器、互感器、发电机、消弧线圈、电抗器、线路导线电感等线路导线对地和相间电容、补偿用的并联和串联电容器组、高压设备的杂散电容电感元件：电容元件：通常认为，系统中的电阻元件和电容元件均为线性元件，而电感元件则可分为三类：一类是线性的，第二类是非线性的，还有一类是电感值呈周期性变化的电感元件。与之相对应，可能发生三种不同形式的谐振现象一、谐振过电压的类型(一)线性谐振过电压(二)参数谐振过电压(三)铁磁谐振原因：线性电感L、电容C和电阻R组成的串联回路，当回路自振频率与电源频率相等或接近时，则可能发生线性谐振。

(一)线性谐振过电压谐振条件或限制措施：使回路脱离谐振状态和增加回路的损耗。在电力系统设计和运行时，应设法避开谐振条件以消除这种线性谐振过电压。(二)参数谐振过电压原因：系统中某些元件的电感会发生周期性变化，例如发电机转动时，其电感的大小随着转子的位置的不同而周期性变化。当发电机带有电容性负载（例如一段空载线路）时，如再存在不利的参数配合，就又可能引发参数谐振现象，有时将这种现象称为发电机的自励磁或自激过电压。限制措施：发电机在正式投入运行前，设计部门要进行自激的校核，避开谐振点，因此一般不会出现参数谐振现象。(三)铁磁谐振当电感元件带有铁心时，一般都会出现饱和现象，这时电感不再是常数．而是随看电流或磁通的变化而改变，在满足一定条件时，就会产生铁磁谐振现象，它具有—系列不同于其他谐振过电压特点。非线性谐振时，其谐振频率可能是电源频率（基波谐振），或其分数（分次谐波谐振）、或其倍数（偶次或奇次谐波谐振）。先令R=0画出非线性电感的伏安特性，此特性曲线的起始段是一斜直线，其斜率为起始感抗XL0，随电压、电流的增大，特性曲线将弯曲，因铁芯磁饱和而使感抗减小。根据式（9－42）可在图中作出的伏安特性曲线，并知满足条件的有三个工作点(a、b、c)，这也说明非线性电路的解答具有多值性质。产生串联铁磁谐振的必要条件是：电感和电容的伏安特性必须相交，铁磁谐振可在较大范围内产生；对铁磁谐振电路，在同一电源电势作用下，回路可能有不只一种稳定工作状态；

铁磁元件的非线性是产生铁磁谐振的根本原因，但其饱和特性本身又限制了过电压的幅值。此外，回路中的损耗会使过电压降低，当回路电阻值大到一定数值时，就不会出现强烈的的谐振现象。基波的铁磁谐振的特点：（1）改善电磁式电压互感器的激磁特性，或改用电容式电压互感器（CVT）。（2）在电压互感器开口三角绕组中接入阻尼电阻，或在电压互感器一次绕组的中性点对地接入电阻。（3）在有些情况下，可在10kV及以下的母线上装设一组三相对地电容器，或用电缆段代替架空线段，以增大对地电容，从参数搭配上避开谐振。（4）在特殊情况下，可将系统中性点临时经电阻接地或直接接地，或投入消弧线圈，也可以按事先规定投入某些线路或设备以改变电路参数，消除谐振过电压。限制铁磁谐振过电压的措施高电压技术—谐振过电压电力系统中的储能元件1

谐振过电压的类型2

线性谐振过电压3

参数谐振过电压4目录CONTENTS

铁磁谐振过电压5谐振过电压了解原子的结构及电离的概念学习目标一般了解非线性谐振过电压（铁磁谐振）的形成过程及原因了解谐振过电压的类型了解线性谐振过电压的形成过程及原因一般了解参数谐振过电压的形成过程及原因知道电力系统中两种储能元件（电感与电容）、线性与非线性区别知道铁磁谐振过电压的限制措施01电力系统中的储能元件一.电力系统中的储能元件概念电感元件电容元件电力系统中存在着大量储能元件，即储存电场能量的电容元件和储存磁场能量的电感元件。当系统中出现扰动时，这些电感、电容元件就有可能形成各种不同的振荡回路，引起谐振过电压。电力变压器、互感器、发电机、消弧线圈、电抗器、线路导线电感等线路导线对地和相间电容、补偿用的并联和串联电容器组、高压设备的杂散电容02电力系统谐振过电压的类型二.谐振过电压的类型通常认为，系统中的电阻元件和电容元件均为线性元件，而电感元件则可分为三类：一类是线性的，第二类是非线性的，还有一类是电感值呈周期性变化的电感元件。与之相对应，可能发生三种不同形式的谐振现象。谐振过电压类型线性谐振过电压参数谐振过电压铁磁谐振过电压1.线性谐振过电压二.谐振过电压的类型1.线性谐振过电压原因谐振条件限制措施线性电感L、电容C和电阻R组成的串联回路，当回路自振频率与电源频率相等或接近时，则可能发生线性谐振。

或使回路脱离谐振状态和增加回路的损耗。在电力系统设计和运行时，应设法避开谐振条件以消除这种线性谐振过电压。二.谐振过电压的类型2.参数谐振过电压原因限制措施系统中某些元件的电感会发生周期性变化，例如发电机转动时，其电感的大小随着转子的位置的不同而周期性变化。当发电机带有电容性负载（例如一段空载线路）时，如再存在不利的参数配合，就又可能引发参数谐振现象，有时将这种现象称为发电机的自励磁或自激过电压。发电机在正式投入运行前，设计部门要进行自激的校核，避开谐振点，一般不会出现参数谐振现象。二.谐振过电压的类型3.铁磁谐振原因限制措施当电感元件带有铁心时，一般都会出现饱和现象，这时电感不再是常数。而是随看电流或磁通的变化而改变，在满足一定条件时，就会产生铁磁谐振现象，它具有—系列不同于其他谐振过电压特点。略（下述）二.谐振过电压的类型先令R=0二.谐振过电压的类型3.铁磁谐振1）分析画出非线性电感的伏安特性，此特性曲线的起始段是一斜直线，其斜率为起始感抗XL0，随电压、电流的增大，特性曲线将弯曲，因铁芯磁饱和而使感抗减小。根据式（9－42）可在图中作出的伏安特性曲线，并知满足条件的有三个工作点(a、b、c)，这也说明非线性电路的解答具有多值性质。二.谐振过电压的类型3.铁磁谐振1）分析产生串联铁磁谐振的必要条件是：电感和电容的伏安特性必须相交，铁磁谐振可在较大范围内产生；对铁磁谐振电路，在同一电源电势作用下，回路可能有不只一种稳定工作状态；铁磁元件的非线性是产生铁磁谐振的根本原因，但其饱和特性本身又限制了过电压的幅值。此外，回路中的损耗会使过电压降低，当回路电阻值大到一定数值时，就不会出现强烈的的谐振现象。二.谐振过电压的类型3.铁磁谐振2）特点（1）改善电磁式电压互感器的激磁特性，或改用电容式电压互感器（CVT）。（2）在电压互感器开口三角绕组中接入阻尼电阻，或在电压互感器一次绕组的中性点对地接入电阻。（3）在有些情况下，可在10