操作过电压产生的影响因素及其限制措施

操作过电压产生的影响因素及其限制措施
摘要：操作过电压是内部过电压的一种，是由于对电力设备的操作，突然改变了系统的运行状态，使系统发生电磁振荡，因此就产生了高于系统本身运行的电压等级，这种很高的电压对电力系统稳定运行会带来很大的危害。

要保证电力系统的稳定运行，必须弄清楚电力系统存在过电压的根本原因，并针对不同的原因采取不同的抑制措施是很有必要的。

文章就简要分析过电压产生的影响因素及其限制措施。

关键词：操作过电压；影响因素；限制措施；管理防范
我国正处在经济高速发展的时期，对电量的需求量特别大，电力建设是现阶段非常重要的一个任务，电力建设的好坏直接影响着我国经济的发展速度，可以这样说，电力建设就是我国各行业经济发展的命脉，为经济持续高速增长提供可靠保证，掌控着国家的一切活动顺利开展。

“十二五”期间，我国的电力需求量增速变化了，预计应该在10%上下，这些年大规模扩展电网，全国电力建设联网运行以及智能电网的出现，使得系统的结构和运行方式便得越来越复杂，增加了发生系统性事故和导致大面积停电的概率，在现代化要求的电力系统网络建设中，保证电力系统稳定性和可靠性已经成为电力系统正常运行的最重要的问题。

操作过电压高于正常运行电压，大于原先设备设计的电压等级的额定绝缘水平，会对电力系统设备的绝缘带来极大的危害，从而影响电力系统设备的正常运行，如果该设备是电网中的重要设备，会对整个电网运行的稳定行和可靠性有极大的影响，而且操作过电压由于系统改变的需求，所以操作过电压时常发生。

为了保证电力系统运行的稳定性和可靠性必须在各方面考虑操作过电压，分析其产生原因，并找到相应的解决方法来限制操作过电压，从而将危害抑制到最小，使电力系统能够更稳定的运行，为国民经济的发展提供可靠保证。

1 操作过电压产生的原因
电力系统由电源、电感、电阻、电容等元件组成的复杂系统网络。

当这个网络系统内部有开关或是系统出现突发性的事故时，电力系统拓扑网络结构将会发生很大的改变，将从一种稳定的状态变化到另一种稳定的状态，在变化过程中，各个储能元件的能量重新分配，系统将发生L、C振荡，从而可能在某些重要的设备上，甚至可能在全部系统中出现很高数量级的过电压，进而危及电网安全运行，使系统中绝缘薄弱部位被击穿。

操作过电压有许多种类，常见的操作过电压有以下几种，电弧接地过电压；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等。

这些过电压的产生都与鱼电力系统元件的电感，电容的参数配合及能量转换密切相关。

2 操作过电压影响因素
操作过电压有很多钟，常见的有上文提到的几种，每种过电压产生的本质原因都是一样的——系统状态改变使能量重新分配发生振荡。

但不同的操作过电压
由于自身还具有某些特殊系统条件，所以影响因素不尽相同。

下面就简要分析一下，几种常见操作过电压影响因素。

2.1 合闸空载线路过电压
合闸空载线路是电力系统中非常常见的一种操作过电压，包括两种情况：分别是正常合闸和自动重合闸，相比较而言，重合闸过电压是较为严重的一种情况。

当合闸空载线路时，电容、电感组成串联回路，发生L、C串联振荡。

通过对L、C振荡电路进行分析，由分析结果可知，重合闸是合闸空载线路过电压中最为严重的情况，在理论上，重合闸过电压可以达到正常额定运行电压的3倍左右。

合闸空载线路的过电压大小受到很多因素的影响，如系统结构运行方式、接地方式、系统元件参数等。

除此之外，三相断路器不同期合闸，合闸相位等随机因素，也影响过电压幅值的大小，还使得这种过电压具有统计的性质。

为了限制操作过电压大小，针对其影响因素，选相合闸就是克服合闸相位对过电压影响可以采取的一种非常有效的措施。

所谓的选相合闸，就是通过专门设备加以控制，使断路器的两触头电位差接近于零时断路器完成合闸动作，合闸过电压就可以尽可能的降低。

合闸过电压的限制措施，首先要适当安排合闸的操作动作程序，并且合理装设并联电抗器，降低线路因电容的容升效应引起的工频电压升高；其次为了避免线路残压带来的影响，可以采用单相自动重合闸。

装载带有合闸并联电阻的避雷器和断路器是直接限制合闸操作过电压最有效的措施。

2.2 切除空载线路过电压
切除空载线路也是电力系统常见的操作之一，在断路器刚开始分闸时，由于介质绝缘恢复强度很可能小于断路器触头间恢复电压上升速度，电弧就会重燃，从而引起电力系统的电磁振荡，在振荡过程就会出现幅值较大的过电压。

实际运行的电力系统经验表明，断路器的灭弧能力越差，电弧重新燃烧的概率越大，过电压的幅值也就越高。

在理论上，切除空载线路可以产生幅值很高的过电压，实际上电弧过程具有很强的随机性，还由于其他因素的影响，过电压幅值大小将受到很大影响，而且同合闸过电压一样具有统计性质。

电弧的重燃是切除空载线路过电压的最直接原因，从而可知，电弧过程的随机性以及断路器分段电流时的灭弧能力是影响过电压的重要因素。

限制切除空载线路的过电压的措施，避免电弧发生重燃就是是限制的最根本的方法。

限制切除空载线路产生的过电压可以提高断路器的灭弧能力，并且采用带有并联电阻的断路器以及避雷器等措施。

2.3 切除空载变压器过电压
切除空载变压器属于电力系统中的切断感性小电流的情况。

由于断路器的灭弧能力强，可能在电流达到零点之前发生强制熄弧。

这种过电压的影响因素为断路器的灭弧性能及变压器的参数。

由于这种过电压的持续时间短，能量小，故可以用阀型避雷器加以限制。

3 操作过电压的安全危害
真空断路器合闸时，会产生频率很高的电压。

高频的过电压产生于当高频电流过零点时被断开时。

断路器合闸时两触头间的间隙逐渐减小，因此合闸过电压也就会逐渐变小，不会产生太高的过电压。

所以，合闸操作过电压对操作人员的安全以及系统设备的绝缘性能不会有较大危害。

断路器分闸时产生的这种过电压值跟大小跟负载的性质以及断路器性能有关，其最高可以达到额定电压的10倍左右。

在很短时间内多次合闸就是重合闸，重合闸时触头间间隙多次被击穿，电弧不断重燃又熄灭，电弧多次反复燃烧，振荡叠加过电压也就这样产生。

这种过电压由于经多次叠加后，其值可以达到额定电压的很多倍。

它对整个电力系统很多方面都有较大的危害，从而可以引发较大的电气事故。

4 操作过电压在管理上的预防
操作过电压对电网运行的稳定性以及人员安全都有很大的危害，除了在上述采取那些技术方面的措施来限制过电压外，还应该在管理上做好方方面面的工作，尽可能减小操作过电压带来的危害。

①提高设备检修质量。

定期维修电力设备时，一定要提高检修质量，要将有问题的设备检查出来并维修好才能投入运行，还有些没有问题的设备，但存在潜在的问题，也一定要排查出来并解决潜在的问题才能重新投入运行，这样就可以在发生操作过电压时，尽可能的增强系统的抵御操作过电压的能力，从而不至于让过电压对电网或者人员带来危害。

②加强设备的自动化管理。

随着科学技术的发展，自动化管理已是必然趋势，电力行业也不另外，加强设备的自动化管理能够自动的查出设备的问题，以便及时解决问题，不至于将过电压的危害扩大。

③提高危害发生时的处理危害能力。

虽然有很多措施都能把过电压危害降低到最小，但是难免也会发生危害，一旦发生危害，必须立即处理掉，因此，提前做好危害处理工作的准备是非常重要的。

5 结语
操作过电压是电力系统的一种常见过电压，对电力系统的设备的绝缘性能有很大危害，对电力系统的稳定和可靠运行也有极大影响。

而电力系统是国家的一个重要能源系统，确保着国家的交通、金融、医院、学校、工业等各行各业的正
常运行，掌握着我国经济建设的命脉，拥有举足轻重的地位。

过电压是电力网安全运行的潜在威胁，严重影响电气设备的使用寿命，并引发其它各种电气安全事故，因此加强防范措施是非常必要的。

为确保电力系统安全稳定的运行，还必须解决像操作过电压这种对电力系统有危害的其他问题。

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