过电压指标、标准、措施
输电线路防雷保护
三、输电线路的防雷措施 1、3~10kV线路防雷保护 不架设避雷线，可利用水泥杆的自然接地，为提高供电可 靠性可投入自动重合闸。在雷电特别强烈地区可因地制宜 采用高一电压等级的绝缘子，或顶相用针式两边改用两片 悬式绝缘子，也用采用瓷横担，以提高线路的绝缘水平。 对特殊用户应用用环形供电或不同杆双回路供电，必要时 改为电缆供电。
二、不对称短路引起的工频电压升高 对于中性点不接地系统，当单相接地时， 对于中性点不接地系统，当单相接地时，健全相的 工频电压升高约为线电压的1.1 1.1倍 因此， 工频电压升高约为线电压的1.1倍，因此，在选择避 雷器时，灭弧电压取110%的线电压，称为110% 110%的线电压 110%避雷 雷器时，灭弧电压取110%的线电压，称为110%避雷 器 对中性点经消弧线圈接地系统在过补偿时， 对中性点经消弧线圈接地系统在过补偿时，单相接 地时健全相上电压接近线电压， 地时健全相上电压接近线电压，因此在选择避雷器 灭弧电压时， 100%的线电压 称为100% 的线电压， 100%避雷器 灭弧电压时，取100%的线电压，称为100%避雷器 对中性点直接接地系统单相故障接地时， 对中性点直接接地系统单相故障接地时，健全相电 压约为0.8倍线电压， 0.8倍线电压 压约为0.8倍线电压，对于该系统避雷器的最大灭弧 电压取为最大线电压的80% 称为80% 80%， 80%避雷器 电压取为最大线电压的80%，称为80%避雷器
3、变压器中性点保护 三相同时进波时，中性点不接地的变压器中性点电位可 能达到绕组端电压的2倍，所以中性点需保护。 110kV及上变压器中性点加装Y1W或Y1.5W系列的氧化 锌避雷器保护中性点绝缘。 4、配变变压器的防雷保护 三点共同接地：避雷器的接地引下线、配变外壳、低 压绕组的中性点连接在一起。 逆变换，解决方法：低压侧某一相装设一只避雷器
电力系统过电压
❖
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月21日星期 三下午1时14分 47秒13:14:4720.10.21
❖
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年10月 下午1时 14分20.10.2113:14Oc tober 21, 2020
❖
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月21日星期 三1时14分47秒 13:14:4721 October 2020
❖ （3）由于工频电压升高是不衰减或弱衰减 现象，持续时间很长，对设备绝缘及其运行 条件也有很大影响。
2020/10/21
6
❖ 输电线路在长度不很大时的等值电路， 由于空载，就可简化如图所示。
.
IR
.
UR
～
.
E
L
.
UL
C
.
UC
空载长线的简化等值电路
2020/10/21
7
❖ 一般R要比XL和XC小得多，而 空载线路的工频容抗XC又要大 于工频感抗XL，因此在工频电 势 的作用下，线路上流过的容
❖
电压
内部过电压
暂时过电
操作过电 直接雷过
3
内部过电压
第一节 稳态过电压的电路基础 第二节 谐振过电压 第三节 切断空载线路过电压 第四节 空载线路合闸过电压 第五节 切除空载变压器过电压
低电压过电压治理措施
低电压过电压治理措施
低电压过电压治理措施主要包括以下几点：
1.安装过电压保护装置：在设备的出线端并联相应参数的
过电压保护器，当线路上出现的过电压波动达到保护器的动作电压时，保护器能快速动作将设备从线路中切除，防止设备受到损坏。
2.改善设备的运行条件：加强设备的维护和保养，使其保
持良好的运行状态，提高设备的绝缘强度。
3.增加无功补偿装置：通过增加无功补偿装置可以提高功
率因数，从而降低线路中的电流，减少线路中的电压降。
4.优化供电网络结构：合理规划供电网络，缩短供电距离，
提高供电质量。
5.加强设备巡视和检查：定期对设备进行巡视和检查，及
时发现和处理设备存在的隐患和缺陷。
通过采取以上措施，可以有效降低低电压过电压对设备的影响，提高设备的运行稳定性和可靠性。
厂用高压母线过电压原因分析及对策 2.16改
厂用高压母线过电压原因分析及对策张少飞（青岛捷能电力设计有限公司，山东青岛266061）陈宗宁（青岛汉河热电有限公司，山东青岛266061）摘要：企业在实际运行中可能遇到各种厂用母线过电压故障，故障原因不尽相同，本文仅针对一现实案例进行分析，剖析原因，并找出解决方案。
关键词：母线；过电压；外特性0 引言某热电厂为企业的自备电厂，装有1台汽轮发电机组，发电机额定功率15MW，额定电压10.5kV。
热电厂通过两条10kV联络线与企业的变电站相连。
变电站共两台主变，容量6300kVA，变比35±2*2.5%/10.5kV，两台主变并列运行。
发电机组采用并网不上网，正常运行方式：发电机发出功率10000kW，扣除热电厂自用电2000kW，剩余8000kW功率送至企业变电站最终由生产车间全部消耗，原则上不向外网输送电量。
本文实例：第1次并网：机组并网前10kV母线电压10.6kV，并网成功十几秒后，在增加无功的过程中，母线电压上升至12kV，造成锅炉给水泵过电压保护动作跳闸，机组打闸停机，锅炉紧急停炉。
第2次并网：经过上述故障跳闸，运行人员判断机组并网后电压急剧升高是生产车间无功补偿装置未退出造成的，于是联系将生产车间所有补偿装置（380V）退出，之后机组顺利并网成功。
此时35kV侧联络线功率因数只有0.8左右。
为了提高功率因数，发电机组需要增发无功功率。
因担心电压升高导致再次停机，运行人员开始尝试性缓慢增加无功，以提高功率因数，并时刻关注母线电压。
当母线电压增加至11.5kV时，功率因数仍无法达到0.9，于是放弃继续增加无功。
调整无功，使母线电压维持11.2kV运行，但此时35kV联络线功率因数不达标。
1 原因分析发电机并网前，生产车间生产时10kV母线电压10.6kV，不生产时10.9kV。
根据国家标准《电能质量供电电压偏差》（GB/T 12325-2008），20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%。
高电压技术讲义第八章内部过电压
随着输电系统额定电压的升高，操 作过电压对电力系统的影响随之加大。 220kV及以下系统的绝缘水平由雷电过电 压决定，可能出现（3～4）Umpm的操作 过电压对电力设备并不构成威胁，但在 超高压系统中，如果过电压倍数相同的 话，绝缘费用将迅速增加。
§8.1 空载长线的电容效应
与操作过电压相比，工频电压升高倍数K并不大，它本身对 系统中正常绝缘的电气设备一般没有危险的，但由于下列原 因，使它成为超高压输电中确定系统绝缘水平的重要因素。 1、工频过电压和操作过电压往往同时发生，后者的高频 部分常叠加在前者之上。所以工频过电压的升高直接影响 到操作过电压的数值。
运行经验表明：电力系统中故障至少有 65%是单相接地故障。在中性点不接地系统中 发生单相接地时，健全相电压升高为线电压， 由于电源线电压的对称关系不改变，所以不必 立即切除线路中断供电，允许运行一段时间， 以便查明原因。 接地故障分金属性接地和电弧接地（闪络） 两种。电弧接地时点燃的电弧可能在电流过零 时熄灭并且不再重燃而使接地故障消失、电弧 可能出现一会熄灭一会又重燃的间歇性电弧、 电弧也可能一直点燃。
随着电网的发展电压等级的提高单相接地的电容电流随之增加但这种电容电流又不会大到形成稳定电弧的程度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系统中性点发生偏移健全相和故障相都产生过电压这种过电压称为弧光接地过电压
第八章 内 部 过 电 压
• ②线路末端带有负载时（如空载变压器）， 当线路首端断路器熄弧后，三相导线上的 电荷将通过负载相互中和，导线上电位为 零。
• ③当线路侧装有电磁式电压互感器时，它的等 值电感、电阻与线路电容构成一个阻尼振荡电 路，并由于电压升高引起磁路饱和后阻抗降低， 将使线路上的残余电荷有了泄放的附加路径， 因而降低过电压。我国220kV线路侧加装电磁式 电压互感器时可使过电压降低30%。
过电压指标、标准、措施
过电压指标、标准、措施一、过电压定义及指标1、过电压定义过电压是指工频下交流电压均方根值升高，超过额定值的10%，并且持续时间大与1分钟的长时间电压变动现象；过电压的出现通常是负荷投切的结果，例如：切断某一大容量负荷或向电容器组增能（无功补偿过剩导致的过电压）。
过电压分外过电压和内过电压两大类。
（1）外过电压又称雷电过电压、大气过电压，由大气中的雷云对地面放电而引起的，分直击雷过电压和感应雷过电压两种。
大气过电压由直击雷引起，特点是持续时间短暂，冲击性强，与雷击活动强度有直接关系，与设备电压等级无关。
因此220KV 以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。
1）雷电过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性。
直击雷过电压是雷闪直接击中电工设备导电部分时所出现的过电压。
雷闪击中带电的导体，如架空输电线路导线，称为直接雷击。
雷闪击中正常情况下处于接地状态的导体，如输电线路铁塔，使其电位升高以后又对带电的导体放电称为反击。
直击雷过电压幅值可达上百万伏，会破坏电工设施绝缘，引起短路接地故障。
2）感应雷过电压是雷闪击中电工设备附近地面，在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电工设备（包括二次设备、通信设备）上感应出的过电压。
（2）内过电压电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压，有暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。
1）暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压，又称工频电压升高。
特点是持续时间长，过电压倍数不高，一般对设备绝缘危险性不大，但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。
常见的有：①空载长线电容效应（费兰梯效应）。
在工频电源作用下，由于远距离空载线路电容效应的积累，使沿线电压分布不等，末端电压最高。
②不对称短路接地。
三相输电线路a相短路接地故障时，b、c 相上的电压会升高。
③甩负荷过电压，输电线路因发生故障而被迫突然甩掉负荷时，由于电源电动势尚未及时自动调节而引起的过电压。
5蒋卫平--直流输电系统内过电压及其限制措施20130725
直流输电系统内过电压及其限制措施一、直流输电系统的内过电压直流输电系统的内过电压是由换流站两侧交流和直流系统各种操作或故障引起的，包括暂时过电压和操作过电压，前者持续时间为几个到几百个工频周波，后者最高幅值一般仅持续半个工频周波，而后迅速衰减。
除操作或故障的种类外，直流系统结构、避雷器配置方式及保护水平、直流控制保护动作时序、直流输送功率等因素亦会影响直流系统的过电压幅值、波形和持续时间。
此外，换流站交流侧过电压不但决定了交流侧过电压保护水平和绝缘水平，且由换流变压器按变比传递到换流器作用在阀和阀避雷器上，并通过导通换流阀在直流侧产生过电压，从而影响直流侧的绝缘配合。
对于一个完整单极采用多个12脉动换流器串联连接结构的特高压直流输电系统，内过电压可能成为控制设备绝缘水平的主要因素；换流站与线路杆塔长空气间隙绝缘性能的饱和特性、高海拔及电气设备制造等因素，对特高压直流输电工程的内过电压限制及保护措施提出了更高的要求。
二、换流站避雷器的配置和参数过电压因产生机理不同分为内过电压和雷电过电压。
通过在换流站安装避雷器，限制作用在电气设备上的过电压，并由此确定其雷电和操作冲击绝缘水平及换流站空气间隙距离。
特高压直流系统的额定运行电压远高于超高压直流系统，故换流站电气设备的绝缘水平要比常规直流工程更高。
由于设备制造体积和运输条件的制约，希望尽可能降低其冲击绝缘水平，所以对换流站避雷器的配置、参数和限制设备的过电压水平提出了更高要求。
目前，特高压直流换流站和常规直流一样，过电压保护全部采用金属氧化物避雷器，因此其配置方式及参数对特高压直流输电工程的绝缘配合和工程造价起着非常重要的作用。
1. 避雷器的配置在特高压直流换流站中，避雷器的种类较多，配置较复杂。
避雷器的布置方式和安装位置是根据主要电气设备的布置方式及其过电压保护的需要确定的，根据安装位置和保护对象可分为交流避雷器、换流器避雷器、直流极线避雷器、中性母线避雷器和直流滤波器避雷器等。
电力系统过电压及其保护
操作过电压
在电力系统中进行操作（如开关操作 ）时产生的过电压。
操作过电压通常发生在电力系统的开 关操作过程中，如开关的开合、变压 器分接头的调整等。这些操作可能会 在系统中产生瞬态的电压波动。
工频过电压
由于电力系统的故障或其他原因导致的工频电压异常升高。
工频过电压通常是由于电力系统的故障，如线路短路、变压 器故障等，导致系统的工频电压异常升高。这种过电压可能 对电力设备和系统造成严重损坏。
限制过电压的措施需要根据具体情况进行选择和实施，以达到最佳的保 护效果。
05
案例分析
某地区电力系统过电压案例
案例背景
过电压类型
某地区电力系统在运行过程中多次发生过 电压现象，给电网安全带来严重威胁。
该案例涉及雷电过电压、操作过电压和暂 时过电压等多种类型。
案例经过
案例分析
在一次雷雨天气中，该地区电力系统受到 雷电过电压冲击，导致部分设备损坏，电 网运行受到影响。
03
过电压的危害
对设备的危害
设备损坏
过电压可能导致电气设备绝缘层 击穿，造成设备损坏或永久性故 障。
降低设备寿命
频繁的过电压冲击会加速设备老 化，缩短设备使用寿命。
对运行的影响
电力中断
过电压可能引起保护装置动作，导致 大面积停电或电力供应中断。
稳定性问题
过电压可能影响电力系统的稳定性， 增加系统振荡和崩溃的风险。
绝缘配合的目的是提高设备的绝缘水平，降低设备损坏的风险，同时减少维修和更 换设备的成本。
限制过电压的其他措施
除了避雷器和绝缘配合外，还可以采取其他措施来限制过电压，如改善 接地系统、加强设备维护和检修等。
改善接地系统可以降低雷电和操作过电压对设备的影响，提高设备的耐 压能力。加强设备维护和检修可以及时发现和处理设备存在的隐患和缺 陷，避免设备在运行过程中发生故障。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
过电压指标、标准、措施
一、过电压定义及指标
1、过电压定义
过电压是指工频下交流电压均方根值升高，超过额定值的10%，并且持续时间大与1分钟的长时间电压变动现象；过电压的出现通常是负荷投切的结果，例如：切断某一大容量负荷或向电容器组增能（无功补偿过剩导致的过电压）。
过电压分外过电压和内过电压两大类。
（1）外过电压
又称雷电过电压、大气过电压，由大气中的雷云对地面放电而引起的，分直击雷过电压和感应雷过电压两种。
大气过电压由直击雷引起，特点是持续时间短暂，冲击性强，与雷击活动强度有直接关系，与设备电压等级无关。
因此220KV 以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。
1）雷电过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性。
直击雷过电压是雷闪直接击中电工设备导电部分时所出现的过电压。
雷闪击中带电的导体，如架空输电线路导线，称为直接雷击。
雷闪击中正常情况下处于接地状态的导体，如输电线路铁塔，使其电位升高以后又对带电的导体放电称为反击。
直击雷过电压幅值可达上百万伏，会破坏电工设施绝缘，引起短路接地故障。
2）感应雷过电压是雷闪击中电工设备附近地面，在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电工设备（包括二次设备、通信设备）上感应出的过电压。
（2）内过电压
电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压，有暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。
1）暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压，又称工频电压升高。
特
点是持续时间长，过电压倍数不高，一般对设备绝缘危险性不大，但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。
常见的有：①空载长线电容效应（费兰梯效应）。
在工频电源作用下，由于远距离空载线路电容效应的积累，使沿线电压分布不等，末端电压最高。
②不对称短路接地。
三相输电线路a相短路接地故障时，b、c 相上的电压会升高。
③甩负荷过电压，输电线路因发生故障而被迫突然甩掉负荷时，由于电源电动势尚未及时自动调节而引起的过电压。
2）操作过电压是由于进行断路器操作或发生突然短路而引起的衰减较快持续时间较短的过电压。
特点是具有随机性，但最不利情况过电压倍数较高。
常见的有：①空载线路合闸和重合闸过电压。
②切除空载线路过电压。
③切断空载变压器过电压。
④弧光接地过电压。
3）谐振过电压是电力系统中电感、电容等储能元件在某些接线方式下与电源频率发生谐振所造成的过电压。
特点是过电压倍数高、持续时间长。
一般按起因分为：①线性谐振过电压。
②铁磁谐振过电压。
③参量谐振过电压。
2、过电压指标
（1）线路耐雷水平
定义：雷击线路时不致引起线路绝缘闪络的最大雷电流值，以kA为单位。
（2）雷击跳闸率
定义：架空输电线路在规定长度和规定雷暴日下因雷击引起的事故跳闸次数。
我国有关标准规定采用每百公里每40个雷暴日下的跳闸次数。
雷击跳闸率n 的概念：每百公里线路、40雷电日，由于雷击引起的开断数（重合成功也算一次），称为该线路的雷击跳闸率，简称跳闸率，跳闸率是衡量线路防雷性能好坏的综合指标，它可定性地用下式表示：
n=N×P1×η 式中，N——线路上的总落雷数P1——是雷电流幅值等于或大于耐雷水平的概念η——建弧率NP1——表示会引起闪络的雷击数。
所以NP1η表示会引出开关跳闸的雷击次数，即跳闸率[1]。
二、过电压标准
在电力设备绝缘设计中，根据DL/T620-1997过电压保护标准对操作过电压倍数做如下规定：
35KV及以下低电阻接地系统k=3.2；
66KV及一下系统（除低电阻接地系统外）k=4.0；
110KV及200KV系统k=3.0；
330KV（直接接地）k=2.75；
500KV系统（直接接地）k=2.0或2.2。
三、过电压措施
1、变压器过电压保护措施
为了防止变压器绕组绝缘在过电压时被击穿，必须采取适当的过电压保护措施，目前主要采用下列措施：
（1）避雷器保护。
在变压器的出线端装设避雷器，当雷电波从输电线侵入时，避雷器的保护间隙被击穿，过电压波对地放电，这样雷电波就不会侵入变压器，从而保护了变压器。
（2）加强绝缘。
除了加强变压器高压绕组对地绝缘外，针对雷电波作用的特性，还要加强首端及末端部分线匝的绝缘，以承受由于起始电压分布不均匀而出现的较高的匝间电压。
这种方法效果有限，而且加厚绝缘使散热困难，同时减少了匝间电容，增大了匝间电压梯度。
目前只在35kV及以下的变压器中采用。
（3）增大匝间电容。
匝间电容相对于对地电容愈大时，则电压的起始分布愈均匀，电压梯度越小，因此增加匝间电容是有效的过电压保护措施。
过去常采用加装静电板或静电屏的方法，现在在110kV以上的高压变压器上，广泛采用纠结式线圈。
纠结式线圈制造工艺简单，不增加材料，与连续式线圈相比能显著增大匝间电容，所以现在高压大型电力变压器的高压绕组大多数采用了这种绕线法。
2、交流特高压输电系统限制内部过电压的主要措施
1）输电线路上装设高压并联电抗器，其中性点通过小电抗接地；
2）线路的架空地线（避雷线）采用光纤电缆（OPGW）或良导体导线；
3）变电站母线和输电线路上装设吸收能量较大的避雷器；
4）断路器采用合分闸电阻；
5）在GIS变电站中采用有电阻接入的隔离刀闸装置。
3、防止雷电侵入波引起过电压的措施
1）装设避雷针
2）装设避雷线
3）装设避雷器
4）加装熔断器
4、电网中限制操作过电压的措施
1）选用灭弧能力强的高压开关；
2）提高开关动作的同期性；
3）开关断口加装并联电阻；
4）采用性能良好的避雷器,如氧化锌避雷器；
5）使电网的中性点直接接地运行。