并联电抗器操作过电压分析及处理措施
电抗器投切过电压
电抗器投切过电压
电抗器在运行时，如果突然遭遇投切，可能会产生过电压现象。
这是由于电抗器的特性决定的。
电抗器的阻抗随频率增高而增大，如果在电抗器工作时突然切断电源，就会导致电流突然中断，电感产生反电动势，从而产生过电压。
过电压可能会损坏电抗器的绝缘，甚至引发火灾等事故。
因此，在进行电抗器投切操作时，需要采取一系列措施来避免过电压的产生。
具体方法包括：
1.在投切电抗器前，应先切断负载电流，使电抗器内部电流逐渐衰减，然后再进行投切操作。
2.在电抗器两端并联一个阻尼电容，用以消除过电压产生的高频分量。
3.在电抗器两端接入放电电阻，用以限制过电压的幅值和持续时间，以保护电抗器。
4.在电抗器投切前，应对其进行充分的绝缘检测，确保绝缘状态良好，防止因绝缘破损而产生过电压。
总之，电抗器在投切时可能会产生过电压，为了保证电抗器的安全运行，需要采取一系列措施来避免过电压的产生。
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10KV投切并联电容器组的过电压分析与抑制
１ 概 述
投切并联无功补偿装置时产生的过 电压主 要有两种 ；一种是合 闸时产生的过 电压 ；另一种是切除时 ，由于开关发生重燃产生 的过 电压 。第二种过 电压对并联无功补偿装置的危害更为严重 。操作过 电压成为 电容器运行中的一个危险因素 ，对并联 电容器组操作过 电 压的抑制，是并联电容 器组运 行的一个重要课题 。 本文 以某‘ ｌ Ｏ ｋ Ｖ系统真空开关投切并联 电容器 组为例， 对 可能产 生的操作过 电压进行分析研究 。 ‘ 对投切并联 电容器组产生 的操作过 电压利用阻尼装 置进行 限制，对 阻尼 限流器 的参数进行 了选取 。 ２ 阻尼装置及其参数选取 如 图１ 所示， 用 于并联 电容器的过 电压 阻尼 装置 由火花 间 隙Ｇ 与阻尼 电阻Ｒ串联组成，该装置并联在并联 电容器Ｃ 的串联 电抗器 Ｌ两端 。
图５不同阻尼电阻对 电容器支路 电流 的影响
ｆ ／ 赢
似
电磁暂态程序 的合闸过 电压和分 闸重燃 过 电压仿真结 果显示， 在阻尼电阻等于Ｒ ０ 的１ ／ ２ 时， 电抗器支路 电压、 电容器支路 电压 、母 线电压 、中性点 电压等最小 ：随着阻尼 电阻增加， 电容器 电流 、阻 尼电阻 电流变小，电流有一最小值，达到最小值后，随着阻尼 电阻 增加， 电容器 电流、阻尼 电阻 电流又增大 。可见，对于具体 的并联 电容器组， 阻尼电阻的选取需要具体分析，综合 考虑 限制过 电压 、 过 电流 以及阻尼电阻在暂态过程 中吸收的能量来加 以选择 。
DL_T6201997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合
DL_T6201997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T 6201997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》是中国电力行业的一项重要技术标准，旨在规范交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计，确保电力系统的安全、稳定运行。
一、过电压的类型及危害1.1 过电压的定义过电压是指在电力系统中，电压瞬间升高超过正常运行电压的现象。
根据其产生的原因和特性，过电压可分为内部过电压和外部过电压两大类。
1.2 内部过电压内部过电压是由系统内部操作或故障引起的，主要包括操作过电压和暂时过电压。
1.2.1 操作过电压操作过电压是由于开关操作、故障切除等引起的电压瞬变。
常见的操作过电压有：开断空载线路过电压合闸空载线路过电压切除空载变压器过电压1.2.2 暂时过电压暂时过电压是由于系统不对称故障或谐振引起的持续时间较长的过电压。
常见的暂时过电压有：单相接地故障引起的过电压谐振过电压1.3 外部过电压外部过电压主要由雷电引起，包括直击雷过电压和感应雷过电压。
1.3.1 直击雷过电压直击雷过电压是雷电直接击中电力设备或线路时产生的过电压。
1.3.2 感应雷过电压感应雷过电压是雷电放电时在附近线路或设备上感应产生的过电压。
1.4 过电压的危害过电压会对电力系统的设备和绝缘造成严重危害，主要包括：绝缘击穿设备损坏系统停电人身安全威胁二、过电压保护措施为了防止过电压对电力系统造成危害，DL/T 6201997标准提出了多种过电压保护措施。
2.1 防雷保护2.1.1 避雷针和避雷线避雷针和避雷线是防止直击雷过电压的主要措施。
避雷针通过引雷作用，将雷电引导至地面，保护设备和线路免受直击雷的侵害。
避雷线则广泛应用于输电线路，形成屏蔽效应，减少雷电直接击中线路的概率。
2.1.2 避雷器避雷器是限制过电压幅值的重要设备，通过非线性电阻特性，将过电压泄放到大地，保护系统绝缘。
常见的避雷器有：氧化锌避雷器碳化硅避雷器2.2 操作过电压保护2.2.1 合闸电阻在高压开关设备中加装合闸电阻，可以有效降低合闸空载线路时的过电压幅值。
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。
35kV电抗器故障原因分析及处理
35kV电抗器故障原因分析及处理发表时间：2019-03-27T15:55:20.877Z 来源：《电力设备》2018年第29期作者：倪超1 钱国锋2 郦齐华2[导读] 摘要：电抗器在其实际的应用中,经常会发生绝缘层破损、匝间短路等故障,对其故障的原因进行分析得知,影响此类故障发生的因素主要有温升、周围环境漏磁现象、绝缘层的质量、电抗器表面的清洁度和干燥度等,所以针对这些因素,应选取具有较高综合性能的绝缘材料,电抗器的制造中提高其焊接质量,电抗的安装中避免其周围环境的漏磁现象,电抗器的后期使用维护期间应加强日常巡查工作,保持电抗器表面的干燥清洁,并检查绝缘层的损坏(1浙江德通变压器有限公司浙江绍兴 312000;2浙江通源电力工程有限公司浙江绍兴 312000)摘要：电抗器在其实际的应用中,经常会发生绝缘层破损、匝间短路等故障,对其故障的原因进行分析得知,影响此类故障发生的因素主要有温升、周围环境漏磁现象、绝缘层的质量、电抗器表面的清洁度和干燥度等,所以针对这些因素,应选取具有较高综合性能的绝缘材料,电抗器的制造中提高其焊接质量,电抗的安装中避免其周围环境的漏磁现象,电抗器的后期使用维护期间应加强日常巡查工作,保持电抗器表面的干燥清洁,并检查绝缘层的损坏程度,对于影响使用的绝缘层及其他部件应及时更换,保证电抗器的正常运行。
关键词：35kV；电抗器故障；原因；处理1事故概况2017-12-25，内蒙古电网某500kV变电站35kV323电抗器组断路器跳闸，电抗器保护（保护装置型号为NSP782D）显示过流Ⅱ段出口。
经现场检查发现1号电抗器L2相本体线圈底部靠近中性线部位引线有明显的熏黑放电痕迹，二次设备无异常。
事故发生前天气晴，且无任何操作，设备无异常情况及外部故障情况。
35kV323电抗器组断路器跳闸前、后负荷分别为58.5Mvar、0Mvar，电流分别为987.12A、0A。
35kV1号母线跳闸前、后电压分别为34.3kV、35.07kV。
电网过电压问题分析及防范措施
电网过电压问题分析及防范措施摘要：电网在正常运行时，由于会遭受雷击、倒闸操作、设备故障或参数配合不当等原因，造成电网某一部分短时电压升高，这种电压升高称为过电压。
过电压的出现，会破坏设备绝缘、从而导致设备损坏，甚至造成系统安全事故。
研究过电压的成因，预测其幅值，并采取相应限制措施，这对电气设备的制造应用和电力系统安全运行都具有重要意义。
关键词：过电压；防范措施电网过电压是电力系统中很常见的故障，对电力系统安全运行造成威胁。
如何分析及防范，提高电网抵御过电压能力，保障电力系统安全稳定，具有重大意义。
本文通过对过电压产生的各种原因进行分析，并提出相应的防护措施。
过电压一般分为外部过电压和内部过电压。
一、外部过电压又称大气过电压，它是由雷云放电产生的直击雷过电压和感应雷过电压这种现象在电网过电压中所占比例极大。
其过电压的幅值取决于雷电参数和防雷措施，该种过电压的特点是持续时间短，冲击性强，具有脉冲特性，与雷击强度有直接关系，其持续时间一般只有数十秒左右。
对大气过电压的防护技术措施主要包括可装设符合技术要求的防雷装置，如避雷线、避雷针、避雷器（包括由间隙组成的管型避雷器）和放电间隙，它又分接闪器、引下线和接地装置三部分组成。
二、内部过电压它是电网内部的能量在传递或转化过程中产生，施加于电气设备上，造成瞬时或持续高于电网额定允许电压，对设备安全运行构成威胁。
由于内部过电压的能量来自于电网本身，所以它的幅值和电网电压基本成正比例关系。
根据产生原因不同，内部过电压可分为两大类，一类是由于故障或操作开关引起，如工频过电压、操作过电压。
另一类是由于电网中电感和电容参数相互配合发生谐振而引起的，如谐振过电压。
1、工频过电压及限制措施工频过电压是指由电力系统故障、电网运行方式的改变、长线路的电容效应、突然甩负荷等原因引起的短时工频电压升高（超过正常工作电压），其特点是持续时间较长，但数值不很大，对设备绝缘一般威胁不大，但对超高压、远距离输电电网影响较大，对配置其设备绝缘水平起重要作用。
供配电系统过电压的危害及防范措施
供配电系统过电压的危害及防范措施供配电系统过电压的危害主要包括以下几个方面：1. 配变高压绕组接地谐振过电压问题：这种过电压现象会导致电压超过正常值的2.38倍，一旦产生两点接地的状况，电压就会超出2.73倍，该现象会维持几分钟甚至十多分钟，直至导致故障变压器全部受损，最终与系统脱离。
2. 雷电过电压现象：这是由于直击雷或者感应雷于云层展开活动之后所引发的问题，也常常被叫做外部过电压或者大气过电压。
户外配电设施的总变电所和总变电所传入及传出的外部架空线路极易遭到直接雷击的影响，雷电侵入波过电压的持续周期相对较短，有时仅只十几微秒。
3. 电弧接地过电压问题：此问题会威胁到使用者的生命安全，这是由于中性点不接地系统内滋生了单相间歇性的“熄弧—重燃”接地，于是导致了高频振荡，在该环节中构成了间歇性弧光接地过电压现象。
该过电压的持续周期能高达十分钟之久，有时还会更长，它们所波及的范畴也较广，倘若整个电网中出现绝缘弱点，那么该绝缘弱点位置极易出现绝缘闪络或直接击穿的问题。
为了防范供配电系统过电压的危害，可以采取以下措施：1. 装设避雷针、避雷线、避雷器等措施来防止雷电过电压和大气过电压对供配电系统的危害。
2. 合理提高线路绝缘水平，采用自动重合闸装置等措施来减少操作或接地故障时发生的工频过电压。
3. 对于中性点不接地系统，可以采取中性点经消弧线圈接地的方式来减少电弧接地过电压的发生。
4. 在操作或接地故障时，可以采取限制工频过电压的措施，如采用并联电抗器来吸收多余的容性无功功率等。
5. 加强供配电系统的管理和维护，定期检查和维修设备，确保其正常运行。
总之，防范供配电系统过电压的危害需要采取多种措施，包括装设避雷装置、提高线路绝缘水平、限制工频过电压等管理和维护措施，以确保供配电系统的安全和稳定运行。
电抗器运行操作与事故处理
2.串联电抗器
限制短路电流。在大容量的发电厂 和电力系统中，短路电流可能达到 很大的数值，以致必须选用重型设 备，甚至无法选用设备，当系统中 采用了限流电抗器后，使短路电流 减小，从而选用轻型设备和截面较 小的母线和电缆。 保持母线具有较高的残余电压。当 母线与母线之间、母线的出线上装 有限流电抗器时，若相邻母线或母 线出线的电抗器线路侧发生短路， 则非故障母线上保持一定的残余电 压，使非故障母线上的设备仍能运 行，从而提高了系统运行的稳定性
电抗器---异常及事故处理
串 联 电 抗 器 异 常 及 事 故
(1)电抗器局部过热。发现局部过热时，用试温腊或专用测温
计测试其温度，判明发热程度，必要时，可加装强力通风机加强冷却 或减低负荷，使温度下降。若无法消除严重发热或发热程度有发展， 应停电处理。
(2)支柱绝缘子裂纹接地。支柱绝缘子因短路裂纹接地，或线
油箱
套管 电气接头
无渗漏
无破裂损伤、无严重污垢、放电、电晕 接触良好，无异常和明显过热
呼吸器 压力释放器
电抗器主体
硅胶不潮解、不变色、油封正常、不破裂 无喷油、破裂
声音正常，无异音，无振动
电容器---运行监视操作
2. 运行维护和巡视检查 正 常 巡 视 检 查 特 殊 巡 视 ---串联电抗器
① 检查电抗器本体清洁无污垢线圈无变形。 ② 检查电抗器室内应清洁、无杂物、无磁性杂物存在(电抗器外部短路 时，短路电流大、磁场强、磁性物体易吸入至电抗器绕组上，使电抗器 损坏)。 ③ 检查水泥支柱完整无裂纹、油漆无脱落；检查电抗器支柱绝缘子无 裂纹、无破损、无放电痕迹、无倾斜不稳，地面完好无开裂下沉。 ④ 检查电抗器的换位处接线良好，接头无过热现象。 ⑤ 检查电抗器室内通风设备完好，无漏水现象，门栅关闭良好。 ⑥ 检查电抗器噪声和振动无异常，无放电声及焦臭味。
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并联电抗器操作过电压分析及处理措施
摘要：近年来浙江220kV变电站发生了多起低压并联电抗器投切时引起操作过
电压，导致设备绝缘损坏的事件。
本文通过探究低压并联电抗器投切时产生操作
过电压的机理，分析了各种抑制措施的效果，并对改造和运维提出建议。
关键词：并联电抗器；操作过电压；
0.引言
近年来浙江变电站投切并联电抗器回路操作过程中发生多起过电压，造成如
开关柜炸裂、所用变烧毁、主变出口短路等事故，并引起母线失电、全站交流失
电等更加严重的扩大事故。
因此投切电抗器回路时引起的操作过电压对设备绝缘
的事故已经是一个不能忽视的问题。
开断并联电抗器过电压机理分析
经过多年的探索，国内外学者对于断路器分断小感性电流负载操作过电压的
过程、机理、成因已达成一些基本共识，即：断路器分断感性负载时会产生三种
形式的操作过电压：截流过电压、多次重燃过电压以及三相同时开断过电压（虚
拟截流过电压）。
断路器首开相的复燃对负载侧能量是补充而不是释放，产生电
压级升效应，导致复燃连续发生首开相复燃。
暂态电流叠加到后两相电流上，引
起后两相电流出现高频过零熄弧，引发等效截流，引发猛烈过电压（对电抗器是
截流，对于开关是高频电流过零熄弧）。
等效截流时电抗器电流均在100A以上，引发极其猛烈的过电压，理论峰值可超700kV，由于避雷器及断口击穿限制，实际过电压强度：并抗侧相对地过电压：100kV（避雷器操作波水平）；并抗侧相间过电压：200kV左右（2倍相对地过电压）；电抗器匝间过电压：150kV左右。
母线侧（空母线）相对地过电压：100kV 左右，相间过电压在200kV左右。
最主要威胁是空母线系统母线侧相间过电压（200kV，对外绝缘最薄弱的35kV环氧浇铸干式所变构成严重威胁）。
220kV变电站35kV并联电抗器现场投切试验
通过实测空母线前置真空断路器开断、空母线前置SF6断路器开断（35kV）、空母线前置SF6断路器（110kV）、空母线中性点断路器开断，母线带出线情况
下原位置真空断路器开断、母线带出线情况下原位置相控真空断路器开断、电抗
器侧加装相间避雷器等系统配置方式下的过电压情况，可以验证各种过电压抑制
手段的实际效果。
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通过表1实测结果，得出以下结论：
1）原位置SF6断路器开断并联电抗器仍有较大概率出现复燃，但复燃电流均
直接开断或转续流开断，未导致避雷器均动作，对空母线情况下过电压有较好抑
制作用。
非空母线情况下采用原位置SF6断路器开断并联电抗器则不再会产生明
显的复燃和过电压情况。
2）前置断路器（110kV、SF6）开断并联电抗器时对空母线情况下过电压抑制
效果明显，亦无明显截流和复燃现象，避雷器也均未动作。
针对4套管引出的
35kV油浸式并联电抗器，该配置方式具有借鉴意义。
3）中性点断路器投切（SF6）开断并联电抗器时对母线侧和电抗器侧的过电
压抑制效果均非常明显，试验中未出现复燃和过电压，避雷器也均为动作。
开断
过程会导致电抗器中性点高频率、高幅值的振荡过电压，对匝间绝缘存在较大危害，必须加装一组避雷器。
4）母线带出线对母线侧过电压有一定抑制效果，但电抗器侧过电压仍较大，依然存在过电压风险。
实测中电抗器侧最大相间过电压6.15p.u.，超过允许值。
5）相控断路器对开断并联电抗器过电压抑制效果明显，实测中未发现复燃和操作过电压现象。
但在进一步推广应用之前尚需挂网运行、空母线投切试验和可
靠性验证。
6）相间避雷器对电抗器侧电压有明显抑制作用，且连续投切过试验程中并无发热现象，对空母线时母线过电压的抑制效果尚需进一步试验验证。
改造和运维建议
1、磁控电抗器（磁阀式电抗器）的无功调节过程无需投切，可以从根源上杜绝投切并联电抗器产生的操作过电压，具有快速、灵活且连续响应的特征，同时
能显著改善运行时的谐波特性。
对于新建站建议有序开展磁控电抗器试点，代替
需要开关投切的并联电抗器。
2、对于空母线系统：
1）并联电抗器为干式电抗器的需优先改造。
2）若并联电抗器为6套管引出，首选加装中性点断路器，采用中性点断路器投切并联电抗器。
若中性点改造空间不足，可以考虑用电缆引出，另择址安装中
性点断路器。
加装中性点断路器的同时必须在中性点断路器和并联电抗器之间配
置一组避雷器，断路器建议选择SF6断路器。
3）若并联电抗器为4套管引出（中性点无引出条件），由于返厂改造为6套管引出的费用较高，可以选择加装前置断路器，改造可以选用利旧的高电压等级SF6断路器。
4）若连接电缆和电抗器之间无足够绝缘距离加装前置断路器，经过电压风险评估也可以选择将真空断路器开关柜改造为SF6断路器。
5）对于已将原位置真空断路器改造为SF6断路器的，可暂不改造，但应关注投切时避雷器动作情况。
3、对于非空母线系统：
1）原位置断路器为SF6断路器的，过电压风险较小，可以继续投入AVC运行。
2）原位置断路器为真空断路器的，仍存在过电压风险，出线总长度在50km
以下的需关注投切时避雷器动作情况，必要时参照空母线系统改造方案进行改造。
4、相间避雷器对电抗器侧相间过电压有明显抑制作用，对母线相间过电压也有钳制作用，现阶段验证试验仅在非空母线工况下进行，在进一步推广前需经空
母线投切试验验证。
5、相控技术作为可以彻底消除断路器复燃的技术，具有研究价值，但在进一步推广应用之前尚需挂网运行和试验验证。
建议开展断路器分闸时间离散性验证
和空母线情况的投切试验，进一步验证相控断路器控制策略的有效性和对空母线
系统配置情况下的过电压抑制效果。
6、过电压保护器和阻容吸收器对开断并联电抗器操作过电压均有明显抑制效果，但其安装对开关柜绝缘有潜在威胁，且对设备散热要求高，一般情况下不推
荐使用。
如有特殊情况，需结合系统参数和绝缘空间综合评估。
过电压保护器建
议选择六柱式全相过电压保护器，阻容吸收器建议安装在断路器母线侧，电容值
和电阻值建议选择较大值。
参考文献：
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与无功补偿，2016.
[2] 彭庆军，姜雄伟，司马文霞，杨庆，张照辉，杨鸣.真空断路器开断35kV
并联电抗器的三相建模仿真与过电压抑制研究[J].高压电器，2017.
[3]金佳敏，郑一鸣，陈宜斌，万晓.采用断路器首端投切方式治理35 kV并联
电抗器操作过电压[J].浙江电力，2017.
作者简介：
罗曼迪（1986.01.30），性别：女；籍贯：武汉；民族：汉；学历：本科、学士；职称：电气工程师；职务：变电设计工程师；研究方向：电气工程；
张红东（1983.10.20），性别：男；籍贯：韶关；民族：汉；学历：本科、学士；职称：发配电工程师，注册电气工程师；职务：变电主任工程师；研究方向：电气工程。