过电压保护第一节

过电压保护第一节过电压概述•过电压的概念及其危害概念：电力系统运行中，由于雷击或电力系统中的操作、事故等原因，使某些电气设备和线路上承受的电压大大超过正常运行电压，危及设备和线路的绝缘。电力系统中，这种危及绝缘的电压升高，称为过电压。危害：引起设备绝缘击穿损伤，造成事故，甚至造成人员伤亡。正常运行额定电压工作电压范围最大工作电压10kV对应的允许最高工作电压为12kV，66kV对应的允许最高工作电压为72.5kV。•过电压的分类直接雷击过电压雷电过电压雷电反击过电压感应雷过电压雷电侵入波过电压过电压工频过电压暂时过电压内部过电压谐振过电压操作过电压由雷云放电在电力系统中要引起的过电压称为雷电过电压（又称为大气过电压、外部过电压）。与气象条件有关，来自外部。由电力系统内部操作或故障引起的过电压称为内部过电压。来自内部，其形成与系统的接线方式、设备参数、故障的性质及操作过程等因素有关。•雷电过电压（外部过电压）雷云的形成带电的云称为雷云。雷电过电压主要是雷云放电形成的。许多水滴在空中形成积云上升气流-+-+-+--------雷云的形成过程+++++++++++雷电放电----------++++++++++---------+++++++++空气绝缘击穿闪电（雷电）----------建筑物导电通道雷电的发展过程包括：先导放电、主放电和余辉放电。先导放电分级发展，持续时间较长，约5~10ms。主放电不再分级进行，而是连续发展几次。第一次主放电电流最大，可达几千安甚至几十、上百千安，其后减小。主放电电流持续时间最短。约50~100µs。余辉放电在主放电之后，放电通道中残余电荷继续沿放电通道泄入大地，为余辉放电。余辉放电电流很小，持续时间最长，约30~50ms。雷电流曲线直接雷击过电压雷云直接对电气设备或电力线路放电，雷电流流过这些设备时，在雷电流流通路径的阻抗上产生冲击电压，引起过电压，这种过电压称为直接雷击过电压。iuZ雷电反击过电压雷云对电力架空线路的杆塔顶部放电或者对电力架空线路杆塔顶部的避雷线放电，雷电流经杆塔入地。因杆塔阻抗和接地装置阻抗，杆塔顶部出现高电位且作用于线路的导线绝缘子上，若电压足够高，绝缘子可能被击穿，对线路放电，这种情况称为雷电反击过电压高电位击穿感应雷过电压--------------++++++++++++++++++++++束缚电荷在放电初始阶段，由于雷云中积聚大量的电荷，在静电感应的作用下，在输电线路上积累大量的异性束缚电荷。被释放成为自由电荷雷电对电气设备或线路的静电感应所引起的过电压。数值大，高压线路可达几百千伏，低压线路也有几十千伏。雷电侵入波过电压雷电进行波：因雷电反击或感应雷击在线路中形成迅速流动的负荷，称为~~。雷电侵入波：雷电进行波沿线路侵入电气设备，对设备构成威胁，称为~~。雷电侵入波过电压：由雷电侵入波对电气设备引起的过电压，称为~~。危害：当雷电侵入波前行时，如遇到分闸状态的线路开关或来到变压器线圈尾端中点处，会产生进行波的全反射，反射波与侵入波叠加，过电压增大一倍，极易造成击穿事故。•内部过电压工频过电压原因：线路空载、单相接地或系统发生不对称故障等。如中性点不接地系统的单相接地故障，非故障相电压升高倍，为线电压。特点：持续时间可能较长，数值不大，对系统的正常绝缘威胁不大。意义：直接或间接决定了系统的绝缘水平。谐振过电压原因：正常操作或系统故障时，系统中的电路参数（R、L、C）组合发生变化，构成谐振回路，从而出现谐振过电压。如：由R、L、C组成的串联谐振回路。RCLⅠUURUCUL参数满足XL=XC回路总阻抗为纯电阻构成串联谐振回路UURULUC串联谐振时回路各电气量的相量图Ⅰ线性谐振过电压谐振过电压分为非线性谐振过电压参数谐振过电压对10kV供电的用户变电所要求电压互感器组采用V/V接线，以避免在系统发生单相接地故障时，因健全相电压升高而使电压互感器铁芯饱和，引起铁磁谐振过电压。特点：持续时间长，频率低。铁磁谐振过电压由于变压器、电压互感器等具有铁芯的电感元件与电容之间满足谐振关系而引起的谐振过电压，称为~~。有铁芯的电感元件如空载变压器、电磁式电压互感器，具有磁饱和现象，使回路的电感为非线性，随电压或电流的变化而变化。在铁芯严重饱和时，出现铁磁谐振，易损坏电压互感器。操作过电压原因:正常操作或系统故障时，供电系统内部出现电磁能量转换从而引起瞬间高电压。操作过电压切、合空载长线路切、合空载变压器开断感应电动机开断并联电容器电弧接地过电压中性点不接地系统发生单相间接性电弧接地