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电力系统操作过电压

/switching overvoltage of electric power system/
条目作者电佰

电佰

最后更新 2022-01-20
浏览 178
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电力系统中的故障和操作导致暂态或瞬态电磁振荡而产生的过渡过程过电压。

英文名称
switching overvoltage of electric power system
所属学科
电气工程

暂态振荡的全过程围绕着操作后的暂时过电压(如工频过电压)进行,其振荡幅值的大小决定于操作前的初始电压和操作后的暂时过电压。忽略回路损耗时,操作过电压幅值=(暂时过电压-初始电压)+暂时过电压。操作过电压幅值与系统最高工作相电压幅值之比称为操作过电压倍数。

操作方式和故障形式的多样性决定了操作过电压的不同类别,主要有中性点不直接接地系统中的间歇性电弧接地过电压,空载线路的合闸过电压,空载线路,空载母线和电容器组的分闸过电压,空载变压器、电抗器和电动机的分闸过电压,接地故障引起的过电压,故障清除过程在相邻健全线路引发的故障清除过电压,不对称接地或系统失去稳定引起的长线解列过电压,气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)操作空载母线时产生的特快波前过电压。

由于影响操作过电压的因素很多,且具有随机性,因此,操作过电压的大小遵循统计分布规律。在绝缘配合设计时,一般取概率曲线中2%处的过电压值(大于及等于此过电压的概率为2%,称为2%统计过电压)进行配合。

系统中性点的接地方式对操作过电压的影响很大。在中性点非直接接地的系统中,中性点位移现象会导致很高的过电压(可达4倍相电压左右)。中性点直接接地的110~220千伏系统的过电压值一般小于3倍相电压。超高压长线路中的过电压值可能很高,除用并联补偿设备限制工频过电压外,尚需采用专门措施限制操作过电压值,如采用金属氧化物避雷器和断路器的并联电阻等,以使过电压值降至2.0~2.5倍相电压以下。

不同类别操作过电压的波头时间和持续时间差别很大。间歇性电弧接地过电压的持续时间较长,一般以秒计;空载线路分闸过电压的波头时间短,以微秒计,持续时间可达数十毫秒;空载变压器分闸过电压的波头时间范围很宽,与变压器的特性和接线有关,一般以微秒计,变压器至断路器有电缆接线时,可以达到以毫秒计;空载线路合闸和长线解列过电压的波头时间从几十微秒到以毫秒计,持续时间一般几十毫秒,带高压并联电抗器的线路,过电压衰减可能很慢,持续时间可达数百毫秒;气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)操作空载母线时,可产生电力系统特快波前过电压,其波头时间为纳秒级。它们是确定超高压电气设备的操作冲击耐受电压的主要依据。

特高压系统操作过电压与超高压系统操作过电压有相似之处,但由于运行电压高,为了降低设备尺寸和造价,过电压限制倍数要低于超高压系统,一般均要通过采用高性能的避雷器,断路器并联电阻等措施来降低操作过电压水平。此外,由于特高压线路一般较长,断路器一般均装设合闸电阻,造成特高压系统操作过电压的波头时间比超高压输电系统长。

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