【电网知识汇】电力系统过电压

充电,导致过电压。

规程如下：

1)潜供电流与恢复电压

潜供电流也是实际工程中涉及较多的一个因素。线路上发生单相接地故障，继电保护通过选相元件只将故障相自线路两侧断开，非故障相仍然继续运行，这时非故障相与断开的故障相之间存在静电(通过相间电容)和电磁(通过相间互感)的联系。使故障点弧光通道中仍有一定数值的电流通过，此电流称为潜供电流。

单相跳闸后，潜供电流与相间电容、电网电压皆成正比，电压等级愈高或线路愈长，上述分量的潜供电流愈大，并与故障点位置无关。

消弧措施：故障点能否消弧，除与风速、风向、电弧长度有关外，关键是恢复电压的高低和潜供电流的大小及其与恢复电压问的相位差。如果没有消弧措施，当电流过零熄弧时，恢复电压适为最大值，消弧条件很差。因此对电压等级高而线路又较长的线路需有帮助消弧的措施：如对500KV中长线路高压并联电抗器中性点加小电抗、短时在线路两侧投入快速单相接地开关等措施;另一方面可采用实测熄弧时间来整定重合闸时间。

同杆并架线路：同杆并架的线路，当有一回发生接地，如构成平行谐振条件，将引起很高的恢复电压，难以消弧。此外，如一回线发生单相接地，两侧故障相断开后的潜供电流，由于同杆线路的电容与电感耦合，使它比单回路的潜供电流有所增加。如同杆并架的两回线换位情况各不相同时，数值还要增大。同样，故障点的恢复电压也由于有了同杆线路的耗合而增大。

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目前的关键问题是要研究多长距离的线路，可以不采取上述的小电抗消弧措施。这样是所有项目过电压分析专题报告里面需要论证的。

BPA计算结论是：对采用断电时间为35-40周波(0.58-0.67s)的单相重合闸，可以不采取消弧措施(如并联电抗器补偿或快速接地开关)的500kV线路长度为100km，这也是平时我们计算的一个大概依据，但是实际值比这要高一些。

国外也有采用短时在线路两侧投入快速单相接地开关作为解决消弧的措施。如果考虑同杆双回线的异名相故降，也只有快速接地开关能有效地解决问题。

2)空载线路合闸(其他如切空线、切空变、解列不赘述)

线路采用三相重合闸时，会出现在空线合闸前，线路上有与残余电荷相应的残余电压U,重合时若电源电压与U相位相反，则可能出现3倍多的更高的过电压。

这块主要是牵涉到是否选择合闸电阻(或是沿线避雷器)，合闸电阻作用是断路器在断开时在主触头合上前先退出，在合闸时合闸电阻先投入，当主触头合上时被短接退出，这样做可以防止操作过电压。合闸电阻是否需要也是电网项目过电压分析报告中的重要一条。

线路断路器装合闸电阻是限制合空载线路过电压的有效措施，与避雷器相比，优点在于限制过电压效果明显且沿线均衡。但是，合闸电阻及其运动的机构，比较容易发生故障，对于不装合闸电阻时合空线相地过电压仍在允许范围之内的线路，其断路器可以不装合闸电阻，其安全性可能更高，而且也节省投资和维修费用;对于投切变压器的断路器，因为此类过电压一般均小于2.0p.u.，断路器没有必要装合闸电阻，行业标准也没有要求。对绝缘不构成威胁况且变压器旁边都有MOA保护，可以进一步限制过电压。所以变电所投切变压器的500kV断路器可以不装合闸电阻。

限制操作过电压的措施有:1.选用灭弧能力强的高压断路器。2.提高断路器动作的同期性。3.断路器合闸电阻。4.采用性能较好的避雷器。5.电网中性点接地运行。

五、外部过电压

分直击雷过电压和感应雷过电压两种。

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，使其电流互感器过电压保护器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。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。因此，架空输电线路需架设避雷线和接地装置等进行防护。通常用线路耐雷水平和雷击跳闸率表示输电线路的防雷能力。

六、直流输电过电压

直流输电的容量往往接近于所连接的交流系统的短路容量，此时工频过电压将是交直流系统相互影响中的重要问题之一。

当直流输电系统故障(直流闭锁、全停)或交流系统故障后而直流输电不能迅速起时，换流阀不能消耗无功功率，多余的无功功率将引起工频动态过电压，交流系统的短路容量或SCR愈小，产生的过电压值将愈高。葛洲坝-南桥直流输电容量为1200MW，相对于两侧的交流短路容量较低，因而葛洲坝与南桥侧的工频动态过电压分别不超过1.15标么值及1.125标么值。

为了限制直流输电工频过电压，保持电压稳定，有以下措施：

1)装设调相机

巴西的负荷中心(圣诺克)为了接收伊泰普水电站直流输电送来的电力，由于受端交流侧短路容量与之相比较弱，所以装设了1台300Mvar的调相机，既可提高受端的短路比，又可提供换流所需无功功率。

2)静止补偿器

例如联络英法的2000MW直流输电系统，在英国侧接入400kV电网处的正常最小短路容量为6000MVA，故障时将引起工频过电压达1.4标么值，为此，装设了2组±150Mvar静止补偿器，主要目的是事故时吸收无功。

3)建设新线路提高交流侧的短路容量除了工频过电压之外，直流系统里面，自励磁和谐波谐振过电压也可能存在，具体判别原理和交流系统类似。