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1、高电压技术本讲稿第一页，共二十页内部过电压内部过电压：在在电电力力系系统统内内部部，由由于于断断路路器器的的操操作作或或发发生生故故障障，使使系系统统参参数数了了发发生生变变化化，引起电磁能量的转化或传递，在系统中出现的过电压。引起电磁能量的转化或传递，在系统中出现的过电压。类型：类型：（1）操作过电压）操作过电压(持续时间持续时间0.1S以下以下)（2）工频过电压）工频过电压(持续时间较长持续时间较长)（3）谐振过电压）谐振过电压(持续时间较长持续时间较长)本讲稿第二页，共二十页特点：特点：（1）过电压的）过电压的能量来源能量来源于电网本身。于电网本身。（2）过过电电压压的的幅幅值值与与电电
2、网网的的工工频频电电压压大大致致有有一一定定的的倍倍数数关关系系，通通常常以以系系统的最高运行相电压为基础计算过电压倍数统的最高运行相电压为基础计算过电压倍数K。本讲稿第三页，共二十页5.1电力系统工频过电压电力系统工频过电压一、工频过电压的产生一、工频过电压的产生可能在电力系统正常运行或故障时产生，如：可能在电力系统正常运行或故障时产生，如：空载长线路末端电压的升高。空载长线路末端电压的升高。发生单相接地故障时，非故障相电压的升高。发生单相接地故障时，非故障相电压的升高。甩负荷发电机转速增加引起的工频电压升高。甩负荷发电机转速增加引起的工频电压升高。本讲稿第四页，共二十页二、特点二、特点1、
3、过电压倍数不大，对正常绝缘的电气设备一般没有威胁。、过电压倍数不大，对正常绝缘的电气设备一般没有威胁。2、在高压输电中是确定系统绝缘水平的重要因素。、在高压输电中是确定系统绝缘水平的重要因素。u伴随着工频电压的升高直接影响操作过电压的幅值。伴随着工频电压的升高直接影响操作过电压的幅值。u工工频频电电压压升升高高是是决决定定保保护护电电器器工工作作条条件件的的重重要要因因素素（如如单单相相接接地地时时非非故故障障相相电电压压升升高，使避雷器的灭弧电压升高）。高，使避雷器的灭弧电压升高）。u工工频频电电压压升升高高持持续续时时间间长长，将将严严峻峻考考验验设设备备的的绝绝缘缘。如如油油纸纸绝绝缘缘
4、内内部部游游离离、绝绝缘缘子闪络或沿面放电、铁芯过热、电晕等子闪络或沿面放电、铁芯过热、电晕等本讲稿第五页，共二十页5.1.15.1.1 空载长线路电容效应引起的电压升高空载长线路电容效应引起的电压升高一一般般输输电电线线路路X XC CX XL L，线线路路末末端端电电压压高高于于首首端端电电压压，线线路路越越长长，末末端端电电压越高，这种现象是由于电容性电流造成的，称为压越高，这种现象是由于电容性电流造成的，称为电容效应。电容效应。本讲稿第六页，共二十页5.1.1 5.1.1 空载长线路电容效应引起的电压升高空载长线路电容效应引起的电压升高本讲稿第七页，共二十页5.1.1 5.1.1 空载
5、长线路电容效应引起的电压升高空载长线路电容效应引起的电压升高本讲稿第八页，共二十页本讲稿第九页，共二十页在电力系统运行中要注意：在电力系统运行中要注意：单单电电源源供供电电线线路路，估估算算最最严严重重的的工工频频电电压压升升高高，应应取取最最小小电电源源容容量量为为依依据。据。双双电电源源供供电电线线路路中中，为为避避免免严严重重的的工工频频电电压压升升高高，应应使使线线路路两两端端的的开开关关按一定的操作顺序，即在电源容量大的一侧先合闸，电源容量小的一侧先分闸。按一定的操作顺序，即在电源容量大的一侧先合闸，电源容量小的一侧先分闸。例例5-1P125本讲稿第十页，共二十页5.1.25.1.2
6、不对称短路引起的工频电压升高不对称短路引起的工频电压升高系系统统发发生生单单相相或或两两相相接接地地故故障障时时，非非故故障障相相（健健全全相相）上上工工频频电电压压将将升升高高。单单相相接接地地时时，故故障障点点各各相相的的电电压压、电电流流不不对对称称，使使用用对对称称向向量量法法分分析析单单相相接地时工频电压升高：接地时工频电压升高：假设假设A相接地，健全相相接地，健全相B、C相的电压可求出：相的电压可求出：本讲稿第十一页，共二十页对于电源容量较大的系统，上式可改写成公式对于电源容量较大的系统，上式可改写成公式5-6，并求出，并求出K(1)-单相接地系数单相接地系数，表征单相接地故障时，
7、健全相的对地最高工频电压有效值与，表征单相接地故障时，健全相的对地最高工频电压有效值与无故障时对地电压有效值之比。无故障时对地电压有效值之比。本讲稿第十二页，共二十页本讲稿第十三页，共二十页本讲稿第十四页，共二十页5.1.3 5.1.3 甩负荷引起的工频电压升高甩负荷引起的工频电压升高当当输输电电线线路路传传输输较较大大容容量量功功率率，断断路路器器因因为为某某种种原原因因而而突突然然跳跳闸闸甩甩掉掉负负荷荷时，会在发电机内引起一系列机电暂态过程，是造成工频电压升高的又一原因。时，会在发电机内引起一系列机电暂态过程，是造成工频电压升高的又一原因。本讲稿第十五页，共二十页5.1.3 5.1.3
8、甩负荷引起的工频电压升高甩负荷引起的工频电压升高当发电机突然甩负荷时，将造成线路工频电压升高。当发电机突然甩负荷时，将造成线路工频电压升高。1、电电磁磁暂暂态态过过程程：励励磁磁绕绕组组的的磁磁通通来来不不及及变变化化，发发电电机机负负荷荷电电感感电电流流对对发发电电机主磁通的去磁作用消失，而空载线路的电容电流起助磁作用，导致电压升高。机主磁通的去磁作用消失，而空载线路的电容电流起助磁作用，导致电压升高。2、机机械械暂暂态态过过程程：突突然然甩甩有有功功负负荷荷，发发电电机机的的调调速速器器有有一一定定惯惯性性，短短时时间间内内输输入入原原动动机机的的功功率率不不会会减减少少，主主轴轴有有多多
9、余余功功率率，转转速速增增加加，电电压压增增加加，并并且且伴伴随随着着频频率率的增加加剧了线路的电容效应的增加加剧了线路的电容效应,即：即：本讲稿第十六页，共二十页运行经验表明：运行经验表明：220220KVKV及以下电网一般不需要采取特殊限制措施；及以下电网一般不需要采取特殊限制措施；220220KVKV及及以以上上电电网网需需要要考考虑虑，伴伴随随着着雷雷闪闪过过电电压压和和操操作作过过电电压压采采取取限限制制措措施施，使工频电压升高限制在使工频电压升高限制在1.31.41.31.4倍以下。倍以下。本讲稿第十七页，共二十页5.1.4 5.1.4 工频电压升高的限制措施工频电压升高的限制措施
10、1、利用、利用并联电抗器并联电抗器补偿空载线路的电容效应。补偿空载线路的电容效应。当当线线路路末末端端并并连连电电抗抗器器XR，相相当当于于减减小小了了线线路路长长度度，降降低低了了电电压压传传递递系系数。数。本讲稿第十八页，共二十页5.1.4 5.1.4 工频电压升高的限制措施工频电压升高的限制措施例例5-3:并并联联电电抗抗器器的的感感性性无无功功补补偿偿线线路路的的容容性性无无功功，相相当当于于减减少少了了线线路路长长度，降低了空载长线末端电压升高值。度，降低了空载长线末端电压升高值。本讲稿第十九页，共二十页2、利利用用静静止止补补偿偿器器调调节节系系统统无无功功，控控制制系系统统电电压。压。并并联联电电抗抗器器需需要要消消耗耗系系统统大大量量的的无无功功功功率率，造造成成不不必必要要的的浪浪费费，改改用用静静止止补补偿偿装装置置，也也可可限限制制工工频频电电压压升升高高，且且时时间间响响应应快快、维维护护简单、可靠性高。简单、可靠性高。本讲稿第二十页，共二十页