1绪论-电力系统过电压
教材及参考书
电网过电压教程 陈维贤 武汉水利电力大学
过电压防护及绝缘配合 张纬钹等 清华大学出版社
电力系统过电压 解广润 武汉水利电力学院
理论基础
线性集中参数回路的过渡过程 分布参数回路的过渡过程 绕组内的波过程
⊙
内部过电压
工频电压升高 谐振过电压 操作过电压
⊙
内部过电压
工频电压升高 空载长线的电容效应；不对称短路引起 的工频电压升高；甩负荷引起的工频电 压升高；工频电压升高的限制措施；并 联电抗器的中性点接小电抗与潜供电流 抑制
⊙
过电压防护装置
避雷针、避雷线、线路型避雷器 防护雷电过电压
避雷器、断路器带并联电阻、消弧线圈 防护操作过电压
并联电抗器、设计阶段解决 工频电压升高 谐振过电压
⊙
电力系统绝缘配合
绝缘配合的概念和原则 绝缘配合的方法 架空输电线路绝缘水平的确定 电气设备绝缘水平的确定
⊙
⊙
内部过电压
谐振过电压
线性谐振过电压；铁磁元件的非线性特 性；基波铁磁谐振；断线引起的铁磁谐 振过电压传递过电压；电力系统中高频 和分频铁磁谐振；超高压系统中的谐振 过电压；电磁式电压互感器引起的铁磁 谐振过电压；参数谐振同步电机的自激 过电压
⊙
内部过电压
操作过电压 合闸空载线路过电压；切除空载线路过 电压；切除空载变压器过电压；解列过 电压；利用断路器的并联电阻限制分、 合闸过电压；利用避雷器限制操作过电 压；中性点不接地系统的弧光接地过电 压；消弧线圈的应用
电力系统过电压
32 学时
课程基本内容
理论基础 电力系统过电压
雷电过电压 内部过电压 过电压防护装置 电力系统绝缘配合
教学学时分配
序 号 课程内容ຫໍສະໝຸດ 教学环节教讨 学论
1 集中参数回路和长线路中的暂态过程 6
2 变压器绕组内的暂态过程
2
3 电力系统工频电压升高
4
4 工频过电压案例分析
2
电力系统操作过电压--5 合闸空载线路过电压和切除空载线路 2
过电压
电力系统操作过电压--6 切除空载变压器过电压和和弧光接地 2
过电压
教学学时分配
序 号 课程内容
教学环节
7 操作过电压案例分析（1）
8 操作过电压案例分析（2）
9 电力系统谐振过电压--线性谐振
10 电力系统谐振过电压--铁磁谐振
11 电力系统绝缘配合
12 绝缘配合案例分析
合计
教讨 学论
2 2 2 4 2 2 24 8
电力系统过电压
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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
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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
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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。
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IR
.
UR
～
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E
L
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UL
C
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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
电力系统过电压介绍课件 (一)
电力系统过电压介绍课件 (一)
电力系统过电压介绍课件是一种通过教学手段来引导学生了解电力系统中存在的过电压问题。
通过对过电压的定义、产生原因、危害以及防护措施等方面的讲解，让学生对于过电压有一个清晰的认识，从而在实际的工作中能够避免和解决过电压问题。
一、过电压的定义
过电压指的是电力系统中出现的瞬时或持续的电压异常高于给定水平的现象。
这种电压的异常可以是由于系统突然发生的负荷变化、电力故障或是环境因素导致的。
二、过电压的产生原因
1.负载变化
2.电气设备的故障
3.除雷器的失效
三、过电压的危害
1.对电力设备造成的破坏
2.对用电设备造成的伤害
3.可能引发人身安全问题
四、防护措施
1.过电压保护器
2.定期检查和维护设备
3.合理使用电力设备
4.采用可靠的除雷器
综上所述，电力系统过电压介绍课件的重要性不言而喻。
只有通过教
育手段来引导人们认识和理解过电压的危害，以及采取科学合理的防
护措施，才能有效地保障电力系统的稳定运行和人们的生命财产安全。
电力工程电力系统过电压
雷电天气引起的过电压主要是由于雷击产生的电流通过输电线路、变压器等设备 时，会在瞬间产生极高的电压，远超过设备的承受能力，导致设备损坏或引起系 统故障。
电力系统故障引起的过电压
总结词
电力系统故障如断路器误动、变压器短路等，会导致系统内 部电压异常升高，形成过电压。
详细描述
电力系统故障引起的过电压通常是由于设备故障或操作失误 等原因，使得系统中的电流突然增大，在系统中产生过电压 。这种过电压可能对电力设备和系统造成严重危害，甚至引 发火灾等安全事故。
绝缘击穿
过电压可能导致电力设备的绝缘 层被击穿，引发短路、电弧等问 题，严重时甚至可能引发火灾。
设备损坏
过电压可能对电力设备造成损坏， 如变压器、断路器、发电机等，导 致设备性能下降或完全失效。
保护装置误动作
过电压可能引发继电保护装置误动 作，导致非故障线路或设备停电， 影响正常供电。
过电压对电力系统稳定性的影响
停电事故
过电压可能导致电力系统 保护装置误动作，引发大 范围停电事故，影响社会 生产和居民生活。
连锁反应
过电压可能引发连锁反应， 导致整个电力系统的崩溃 和瘫痪。
PAR
由于雷电直接击中电力系统的某 一部分，如输电线路、变压器等 ，导致过电压的产生。
反击过电压
PART 04
电力工程中过电压的防范 措施
安装避雷装置
避雷针
避雷针是常见的避雷装置， 能够将雷电引入地下，保 护电力设施免受雷击。
避雷线
避雷线适用于架空线路的 防雷，通过与接地装置连 接，将雷电引入地下。
避雷器
避雷器能够限制过电压的 幅值，在雷击或操作过电 压下释放电流，保护设备 免受过电压的损害。
电力系统过电压分析
电力系统过电压分析过电压是指电力系统中出现的电压超过额定值或设定范围的瞬时现象。
过电压可能由于线路故障、雷击、开关操作和电气设备故障等原因引起。
过电压对电力系统的安全稳定运行产生重要影响，因此，对电力系统的过电压进行准确的分析和评估是必要的。
一、过电压的分类1. 外部过电压：外部过电压是指来自电力系统外部的电压幅度超过了正常运行时的额定值。
外部过电压的主要原因是雷击，雷击可以通过设备接闪装置和接地装置来减轻其影响。
2. 内部过电压：内部过电压是指电力系统内部某个节点的电压幅值超过了正常运行时的额定值，可能导致电力设备的损坏。
内部过电压包括故障过电压和运行过电压。
二、过电压的影响1. 设备损坏：过电压可能导致设备的击穿，损坏电气设备，特别是对绝缘性能较差的设备，如变压器、继电器和电能表等。
2. 系统不稳定：当过电压较大或持续时间较长时，电力系统可能变得不稳定，导致设备间的电能传递受到影响。
三、过电压分析的方法过电压分析是通过数学模型和计算方法对电力系统的过电压进行仿真和计算，以评估过电压对电力系统的影响，并确定相应的防护措施。
1. 瞬态稳定分析：通过瞬态稳定分析可以确定电力系统在过电压冲击下的稳定性。
该分析主要考虑电力系统的动态过程，包括电压暂降、电流冲击和设备响应等。
2. 静态稳定分析：静态稳定分析主要评估电力系统在过电压下的静态稳定性。
静态稳定分析可以评估过电压对电力系统中各个节点电压和功率的影响。
3. 电磁暂态分析：电磁暂态分析是通过计算每个节点的电压和电流的瞬时变化来评估过电压对电力系统的影响。
该分析主要关注电力系统的电磁暂态响应。
四、过电压防护措施为了减轻过电压的影响并保护电力系统的安全稳定运行，需要采取一定的过电压防护措施。
1. 接闪装置：接闪装置可接地试验系统，通过将过电压引到接闪装置上，从而保护电力设备免受雷击等外部过电压的影响。
2. 绝缘配合：合理选择和配合电力系统的绝缘设备和绝缘材料，提高系统的绝缘能力，防止内部过电压的产生和传播。
第15章电力系统的过电压
《电气工程基础》第十五章 电力系统的过电压
工频过电压：线路参数匹配(电容效应) 工频稳态过电压：主要是指空载长线路上电压升 高；此外，在三相中性点不接地系统中，当发生 单相接地时，其他两个非故障相的对地电压升高 也属于稳态过电压。
空载长线路加装并联电抗器的作用：可限制 电压升高。 工频暂态过电压：对于超高压大容量线路，如果 从满负荷状态下突然甩掉全部负荷，则会引起暂 态工频过电压。
电力系统的过电压
电力系统中的各种绝缘在运行中除了受 长期工作电压的作用外，还会受到各种比工 作电压高得多的过电压的作用。所谓过电压 就是指电系统中出现的对绝缘有危险的电压 升高和电位升高。
《电气工程基础》第十五章 电力系统的过电压
500kV、336km空载线路合闸过电压 倍数 K 随时间的变化曲线
600 36° 1.24
900 54° 1.70
1200 72° 3.24
1500 90°
《电气工程基础》第十五章 电力系统的过电压
谐振过电压
电力系统中存在大量电感和电容元件 电感元件：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 电容元件：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。
《电气工程基础》第十五章 电力系统的过电压
一、线性谐振过电压
谐振回路由不带铁芯的电感元件（如输电 线路的电感、变压器的漏感）或励磁特性接近 线性的带铁芯的电感元件（如消弧线圈，其铁 芯中有气隙）和系统中的电容元件所组成。在 正弦电源作用下，系统自振频率与电源频率相 等或接近时，可能产生线性谐振。
并联电抗器的接入可同时降低线路首端及末端的工频 电压升高
补偿度（QL/QC）表示并联电抗器的容量，一般在60%左 右
电力系统中的过电压保护研究
电力系统中的过电压保护研究引言：过电压是指电力系统中电压超过额定值的情况，是电力系统中常见的问题之一。
过电压可能对电力设备和系统造成损害，因此过电压保护是电力系统中非常重要的研究课题。
本文将探讨电力系统中过电压的成因，其对设备的影响以及过电压保护技术的研究。
一、电力系统中过电压的成因1. 雷击过电压：雷电是引起电力系统中过电压的主要原因之一。
当雷电发生时，会产生巨大的电流和电压，导致电力系统中的电压迅速上升。
雷击过电压可能会对电力系统中的设备和线路造成严重的损害，因此需要有效的过电压保护措施。
2. 开关操作引起的过电压：在电力系统中，常常需要进行开关操作，如开关电器设备、切换电源等。
这些操作会导致瞬态过电压的产生。
这种过电压通常只持续很短的时间，但其幅值可以非常高，可能对设备造成损害。
3. 接地故障引起的过电压：接地故障是电力系统中常见的故障类型之一。
当电力系统中发生接地故障时，会导致电压在故障点附近迅速升高，形成过电压。
过电压保护需要及时检测到接地故障并采取措施，以保护电力设备和系统的安全。
二、过电压对设备的影响1. 绝缘破坏：过电压可能导致设备绝缘破坏。
当电压超过设备绝缘能力时，会导致绝缘材料受损，进而导致设备故障。
绝缘破坏是过电压对设备最主要的影响之一，因此需要通过过电压保护来预防绝缘破坏的发生。
2. 设备损坏：过电压还可能导致设备的其他损坏。
例如，过电压可能导致电线过热，甚至燃烧，从而损坏设备。
此外，过电压还可能导致电子元件的损坏或过早老化。
因此，过电压保护是保护设备的重要手段。
三、过电压保护技术的研究1. 放电管保护：放电管是一种常用的过电压保护器件。
放电管具有低电压工作、大电流放电的特点。
当电压超过设定值时，放电管会迅速导通，将过电压放电到地。
放电管可作为开关保护电路的一部分，对电力系统的过电压提供有效的保护。
2. 电容器保护：电容器也可用于过电压保护。
电容器具有储能能力，在过电压发生时，电容器可以吸收部分电能，从而减轻过电压对设备的影响。
《电力系统过电压》课件
设备绝缘损坏
设备损坏
过电压可能导致设备绝缘层击穿，引 发短路或设备故障。
过高的过电压可能导致设备直接损坏 ，造成经济损失。
设备性能下降
过电压可能使设备性能参数发生变化 ，导致设备运行不稳定。
对系统的危害
系统稳定性受影响
过电压可能引起系统电压波动， 影响电力系统的稳定运行。
设备连锁跳闸
过电压可能导致连锁跳闸，影响整 个系统的供电可靠性。
案例二：某变电站操作过电压事故
总结词
操作过电压事故
案例分析
操作人员未按照规程进行操作 ，导致断路器断口电容放电， 产生过电压。
详细描述
某变电站在进行倒闸操作时， 因操作不当引发过电压事故。
解决方案
加强操作人员的培训和管理， 确保严格按照规程进行操作，
并定期检查和维护设备。
案例三：某输电线路内部过电压事故
调度管理
合理调度和管理电力系统的运行，避免因操作不当或调度失误引 起的过电压问题。
人员培训
培训计划
制定详细的培训计划，对电力系统的工作人员进行定期培训，提高 他们的技能和知识水平。
培训内容
培训内容应包括电力系统的基本知识、过电压的危害及预防措施、 应急处理等方面的知识和技能。
培训效果评估
对培训效果进行评估，及时发现并改进培训中的不足之处，确保工作 人员具备足够的技能和知识来应对过电压问题。
继电保护
02
继电保护是电力系统中的重要组成部分，当系统出现异常时，
继电保护能够迅速切断故障部分，防止过电压的扩大。
系统监控
03
通过实时监测系统的运行状态，可以及时发现和解决潜在的问
题，从而避免过电压的发生。
04
电力系统的过电压解读
? 如果自动重合闸，那么过电压情况更加严重，原因在于这时 线路上有一定残余电荷和初始电压，重合闸时振荡将更加剧 烈。
? 如果采用的是单相自动重合闸，只切除故障相，而健全相不 与电源电压相脱离，那么当故障相重合闸时，因该相导线上 不存在残余电荷和初始电压，就不会出上述高幅值重合闸过 电压。
参数谐振的特点 ?谐振所需的能量由改变参数的原动机所供给，不需 要单独的电源电压 ?实际电网中存在着一定的损耗电阻，所以每次参数 变化所引入的能量应当足够大，以便不仅可以补偿电 阻中的能量损耗，并使回路中的储能愈积愈多，保证 谐振的发展 ?若谐振发生后，回路中的电流和电压的幅值，理论 上能趋于无穷大。
消除参数谐振的措施 ?采用快速自动调节励磁装置，一般能消除同步自励 磁； ?增大回路中的阻尼电阻，可防止自励磁； ?若条件许可，空载线路的充电合闸，应在大容量的 系统侧进行，不在孤立电机侧进行。
《电气工程基础》第十五章 电力系统的过电压
第三节 不同初始条件下通断LC回路与操作过电压
空载线路合闸过电压
? 并联电抗器的接入可同时降低线路首端及末端的工频 电压升高
? 补偿度（QL/QC）表示并联电抗器的容量，一般在60%左 右
? 确定合理的方案，涉及无功平衡、自激过电压、非全 相状态下的谐振等方面的问题
空载时线路末端电压升高与线路长度的关系
l / km
?l
K12
200 12° 1.02
400 24° 1.09
《电气工程基础》第十五章 电力系统的过电压
第一节 电力系统过电压的定义和分类
《电气工程基础》第十五章 电力系统的过电压
《电力系统过电压》课件
系统规划
• 合理设计电力系统结 构和拓扑，减少电力 系统的脆弱性。
• 良好的接地系统可以 减缓过电压对系统的 影响。
实时监测
• 使用过电压监测技术 和设备，实时监测电 力系统的电压波动。
• 快速响应过电压事件， 采取相应的措施避免 损失。
过电压监测技术
电压测量
通过电压测量装置实时监测电 力系统的电压波动和过电压情 况。
由闪电、雷电或线路故障等外部因素引起的过电 压。
内部过电压
由电力设备故障或操作失误等内部因素引起的过 电压。
过电压的原因
1 自然灾害
闪电、雷击和地震等自然灾害是造成过电压的常见原因。
2 设备故障
电力设备故障或过载可能导致电力系统出现过电压情况。
3 操作失误
不正确的操作或维护程序可能导致电力系统受到过电压的影响。
过电压的危害
1
设备损坏
过电压可能导致设备烧毁、损坏或失效，给企业和个人带来巨大损失。
2
停电
过电压可能导致电力系统中断，造成停电和生产中断。
3
电击危险
过电压可能对人员安全构成威胁，导致电击事故发生。
过电压的防护
设备保护
• 安装保护装置，如避 雷器和过压保护器， 以降低过电压对设备
• 的定期影维响护。和检查设备， 确保其正常运行。
《电力系统过电压》PPT 课件
在这个PPT课件中，我们将深入探讨电力系统过电压的不同方面，包括定义、 类型、原因、危害、防护以及监测技术。让我们一起了解这个重要而有趣的 主题。
电力系统过电压的定义
什么是过电压？
过电压是指电力系统中超过额定电压的瞬时电压波动或持续时间较长的电压峰值。
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。