论谐振过电压产生原因及防治
[摘要]谐振过电压在电力系统中屡见不鲜，但在实际运行中，很多人员对谐振过电压的了解很片面。谐振过电压对电网造成危害极大.诸如造成电压互感器熔丝熔断、电压互感器烧毁、电网设备绝缘损毁，甚至造成相间短路、保护装置误动作等等，所以加深对其认识，并加强防治措施非常必要。
[关键词]谐振过电压产生原因分类
中图分类号：tm 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）20-265-01
在电力生产和电力运行的中低压电网中，故障的形式和操作方式是多种多样的，谐振性质也各不相同。因此，应该了解各种不同类型谐振性质与特点，掌握其振荡的性质和特点，制订防振和消振的对策与措施。
l.产生谐振过电压的原因
目前，我国配电网，大部分仍采用中性点不接地方式运行，其中有少部分采用老式的消弧（消谐线圈接地。从电网的运行实践证明.中性点不接地系统中一方面由于电压互感器铁心饱和引起的铁磁谐振过电压比较多，尽管采取不少限制谐振过电压的措施，如：消谐灯、消谐器、tv高压中性点增设电阻或单只tv等，但始终没有从根本上得到解决.tv烧毁、熔丝熔断仍不断发生；另一方面由于中性点不接地运行方式的主要特点是单相接地后，允许维持一定时间，一般为2h不致于引起用户断电，但随着中低压电网的扩大，
编号： 中国农业大学现代远程教育 毕业论文（设计） 论文题目：过电压产生的危害及防止措施 学生 指导教师 专业 层次 批次 学号 学习中心 工作单位 年月 中国农业大学网络教育学院制
目录 摘要 (3) 前言 (4) 1过电压的基本概念 (4) 1．1过电压的定义 (4) 1．2过电压的分类 (4) 2过电压的危害 (5) 2．1雷击过电压的危害 (5) 2．2操作过电压的危害 (6) 2．3暂态过电压 (7) 3过电压的防止措施 (8) 3．1变电站倒闸操作 (8) 3.1.1切断空载线路过电压 (8) 3.1.2切断空载变压器的过电压 (9) 3.1.3电弧接地过电压 (10) 3.1.4铁磁谐振过电压 (11) 3.1.5电磁式电压互感器饱和过电压 (11) 3．2雷电 (12) 4过电压保护设备及其保护原理、作用 (13) 4．1避雷器 (13) 4．2避雷针 (14) 4．3避雷线 (14) 4．4放电间隙 (15) 结束语 (15) 参考文献 (15)
电力系统过电压是危害电力系统安全运行的主要因素之一，过电压一旦发生，往往造成电气设备损坏和大面积停电事故。过电压来自两个方面，一种是遭受雷击产生的外部过电压，另一种是操作和事故时引起的内部过电压，主要是操作过电压。过电压的数值与电力网和结构、系统容量及参数、中性点接地方式、断路器性能等有关。通常采用避雷器、避雷针、避雷线等方法限制外部过电压。而对于内部过电压，针对操作中产生过电压的形式可采取不同的控制措施，如对于谐振过电压，可采用并联电阻或改变系统运行参数的方法加以限制，对于电弧接地过电压，则产用将系统中性点直接接地的方法等，以达到保证设备安全、系统安全、人员安全的目的。 关键词：过电压危害防止限制
第2节 电压：电流产生的原因 【教学目标】 一、知识与能力 1.了解电压，知道电压的单位。 2.会正确使用电压表。 3.探究串、并联电路中电压的规律。 二、过程与方法 1.提出关于串、并联电路的电压分配规律的猜想，设计实验方案并进行实验探究。 2.结合电压概念的引入，培养学生类比推理的能力。 三、情感、态度与价值观 1.通过随堂实验及相应的演示实验，培养学生观察物理现象、分析物理本质的兴趣。 2.通过交流合作，培养学生科学的态度与团队协作精神。 【教学重点】 串、并联电路的电压分配规律。 【教学难点】 电压的概念。 【教学突破】 让学生经历“探究串、并联电路电压的特点”的过程，用电压与水压进行类比来理解电压的概念。 【教学准备】 ◆教师准备 自制的PPT课件、电压表仿真课件、电池两节、灯泡一只、开关一个、电压表一个、导线若干。 ◆学生准备 灯泡四只、开关一个、电压表一个、导线若干。 ┃教学过程设计┃第1课时 教学过程批注 一、观察思考，引入新课。 教师出示幻灯片：瀑布图片，学生观察。 教师：水的流动形成水流，电荷的定向移动形成电流。 提问：水流是怎样形成的？电流又是怎样形成的呢？
二、进行新课。 (一)认识电压。1.水流的形成。 (出示课件)问题：①水轮机在什么条件下会转动？在什么条件下又停止转动？学生回答后教师小结：水压是形成水流的原因。水压消失水流停止，水轮机停止转动。②怎么样才能得到持续的水流？用抽水机提供水压，就能得到持续的水流。 2.电流的形成。 (出示课件)学生讨论，对比分析电流的形成与水流的形成，指出其相似之处，如图4－2－1所示。 灯泡――→犹如 水轮机 开关――→犹如 阀门 电路――→犹如 水路 电流――→犹如 水流 电压――→犹如 水压 电源――→犹如 抽水机 图4－2－1 3.电压的单位。 (1)实验探究：怎样才能改变小灯泡的亮度？(通过改变电池的节数，即改变电池两端的电压) 教师：对于某一水管来说，水压越大，则水流越大；同样，对于某一用电器来说，电压越大，则电流越大，即电压是有大小的。 (2)单位：(学生阅读课文后回答) 在国际单位制中，电压的单位是伏特，简称伏，符号是V ，常用的电压单位还有千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。它们之间的换算关系是：1kV ＝1000V 1V ＝1000mV 1mV ＝1000μV (3)常用的电压：一节干电池的电压一般是1.5V ；一节蓄电池的电压一般是2V ；对人体的安全电压：不高于36V ；家庭电路电压：220V ；工业动力电压：380V 。 (二)测量电压。1.观察认识电压表。 观察手中的电压表，你可以获得哪些信息？ 学生观察后交流：①表上有一个标记符号V ；②三个接线柱：“－”“3”和“15”。标“－”的表示是“－”接线柱，另两个就是“＋”接线柱。所标的“3”“15”是表示量 通过电流的形成与水流的形 成进行类比，对学生渗透类比的思想方法。 要求学生最好能够识记这些常用电压值。
谐波谐振产生的原因及危害分析 摘要：在电网运行中，不可避免地会产生谐波和谐振。当谐波谐振发生时，其电压幅值高、变化速度快、持续时间长，轻则影响设备的安全稳定 运行，重则可使开关柜爆炸、毁坏设备，甚至造成大面积停电等严重 事故。本文就其定义、产生原因、危害及预防措施作以介绍，供参考。 1.定义 谐波是一个周期的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍，又称高次谐波。通俗地说，基波频率是50HZ，那么谐波就是频率为100HZ、150HZ、200HZ...N*50HZ的正弦波。 谐振是交流电路的一种特定工作状况，是指在含有电阻、电感、电容的交流电路中，电路两端电压与其电流一般是不同相位的，当电路中的负载或电源频率发生变化，使电压相量与电流相量同相时，称这时的电路工作状态为谐振。谐波在电网中长期存在，而谐振仅是电网某一范围内的一种异常状态。 2.产生的原因 谐波的产生是由于电网中存在着非线性负荷（谐波源），如电力变压器和电抗器、可控硅整流设备、电弧炉、旋转电机、家用电器等，另外，当系统中发生谐振时，也要产生谐波。 谐振的发生是由于电力系统中存在电感和电容等储能元件，在某些情况下，如电压互感器铁磁饱和、非全相拉合闸、输电线路一相断线并一端接地等，在部分电路中形成谐振。谐波也可产生谐振，由谐波源和系统中
的某一设备或某几台设备可能构成某次谐波的谐振电路。 3.造成的危害 3.1谐波的危害 谐波电流和谐波电压的出现，对公用电网是一种污染，它使用电设备所处的环境恶化，也对周围的通信系统产生干扰。电力电子设备广泛应用以前，人们对谐振及其危害就进行过一些研究，并有一定认识，但那时谐波污染没有引起足够的重视。近三四十年来，各种电力、电子装置的迅速使用，使得公用电网的谐波污染日趋严重，由谐波引起的各种故障和事故也不断发生，谐波危害的严重性才引起人们高度的关注。谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面。 （1）谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线时会使线路过热 甚至发生火灾。 （2）谐波影响各种电气设备的正常工作。谐波对电机的影响除引起附加损耗外，还会产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重 过热。谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以 至损坏。 （3）谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，这就使上述（1）和（2）的危害大大增加，甚至引起严重事故。 （4）谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并会使电气测量仪表计量不准确。 （5）谐波会对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量；
10 kV电力系统谐振过电压的原因及抑制措施 孟繁宏，李学山，张占胜 摘 要：通过对10 kV中性点不接地运行方式下谐振过电压的分析，说明产生谐振过电压的条件、种类及特点，并提出以下抑制谐振过电压的措施：采用自动调谐接地补偿装置或可控硅多功能消谐装置，在电压互感器的中性点接消弧线圈，或接消谐器等。 关键词：铁路；电力；过电压；抑制措施 Abstract:By analyzing the resonant over-voltage in 10 kV power supply system with its neutral point being unearthed, illustrates the conditions causing the resonance over-voltage and their types and characteristics, and puts forward the following measures to suppressing resonant over-voltage: by adopting automatic tuned earthing compensation device or silicon-controlled resonance suppressor, connecting the arc-extinguishing coil with neutral point of the voltage transformer or connecting the resonance suppressor. Key words: Railway; power supply system; over-voltage; suppression measure 中图分类号：U223.6文献标识码：B文章编号：1007-936X(2005)03-0022-04 0 概述 在10 kV配电所的每段母线上都接有1台电压互感器，其一次线圈中性点直接接地。由于电网对地电容与电压互感器的线圈电感构成谐振条件，在运行中容易产生铁磁谐振，引起内部过电压，这种过电压持续时间长，是导致电压互感器高压熔丝熔断和电压互感器烧损、避雷器爆炸的主要原因，也是诱发某些重大事故的原因之一。近5年以来，在大同西供电段管内共发生谐振过电压烧坏电压互感器高压保险12次，烧毁10 kV电压互感器1台，烧断电压互感器瓷瓶内部引出线1次。 1 谐振过电压产生的条件 1.1 内部条件 铁路10 kV电力系统是中性点不接地系统，为了监视系统的三相对地电压，该配电所每段母线上均接有1台三相五柱电磁式电压互感器，其电气接线原理图略。 母线电压互感器的高压侧在接成Y型时其中性点是接地的，由于铁路10 kV电力系统中电缆较多，各相对地电容较高，电网对地电容与电压互感 作者简介：孟繁宏.朔黄铁路发展有限公司原平分公司，工程师，山西原平037005，电话：029-93638（路电）； 李学山，张占胜.大秦铁路股份有限公司大同西供电段。器的电感相匹配构成谐振条件。当发生谐振时，电压互感器感抗显著下降，励磁电流急剧增大，可达到额定值的数十倍，造成电压互感器烧毁或保险熔断。 1.2 外界激发条件 激发产生谐振过电压的外部条件有以下几种：（1）线路发生单相接地或瞬间接地。（2）不带馈线负荷的情况下向带有三相五柱电磁式电压互感器的母线送电。（3）进行空载线路的投切操作。（4）电力线路有雷电感应。（5）电网负荷轻，电压高，发生传递过电压。 2 过电压种类及特点 2.1 过电压种类 铁路10 kV电力系统过电压主要分为谐振过电压、雷电过电压和操作过电压，其中谐振过电压在正常运行操作中出现频繁，危害性较大；一旦产生过电压，往往造成电气设备损坏和大面积停电事故。运行经验表明，铁路10 kV电力系统中过电压大多数都是由铁磁谐振引起的。在实际运行中，故障形式和操作方式多种多样，谐振性质也各不相同。因此，为了制订防振和消振的对策与措施，应该了解各种不同类型谐振的性质与特点。 2.1.1 基波谐振 通常在配电所全所停电作业完成后向带有电 22
[第四章 2.电压:电流产生的原因第1课时电压及电压表的使用] 一、选择题 1.关于电压,下列说法正确的是() A.电路两端有电压,电路中一定有电流 B.电压使自由电荷定向移动形成电流 C.电压只能使自由电子定向移动形成电流 D.经验证明,对人体安全的电压是不高于220 V 2.如图甲所示的电池盒,盒外有三个接线柱A、B、C,盒内有三个5号电池插槽,还有a、b、c、d、e、f六个与电池的触点;若这个电池盒内部的实际连接情况如图乙所示,则下列关于选择盒外不同接线柱所获得的电压的说法正确的是() A.选择A、C两接线柱时获得的电压为3 V B.选择B、C两接线柱时获得的电压为1.5 V C.选择A、B两接线柱时获得的电压为4.5 V D.使用该电池盒能获得1.5 V、3 V及4.5 V的电压 3.关于如图所示电表,下列说法中不正确的是() A.它是一个电压表 B.它的示数一定是1.7 V C.它的示数可能是8.5 V D.它有一个负接线柱和两个正接线柱
4.如图所示,小壮同学将两个规格不同的灯泡L1、L2串联接在电源上。当开关S闭合后,电压表V所测的电压是 () A.电源电压 B.L1两端电压 C.L2两端电压 D.L1和L2两端总电压 5.如图所示,闭合开关后能测出小灯泡L1两端电压的电路是() 6.如图所示是小壮同学在某次测量中连接的实物电路,根据实物电路画出的电路图如图所示,其中正确的是() 7.小壮同学在练习使用电压表时,把电压表接成了如图所示的电路。当闭合开关时所发生的现象是()
A.灯泡会发光、电压表有示数 B.灯泡会发光、电压表无示数 C.灯泡不会发光、电压表有示数 D.灯泡不会发光、电压表无示数 二、填空题 8.某电压表有0~3 V和0~15 V两个量程,现在用它去测量某灯泡两端的电压,若估计灯泡两端的电压是2 V,则应选择_________V量程;若不能预先估计电压值,则应先用_________V量程进行试触,若电压表示数小于3 V,再换用_________V 量程。 9.如图所示,甲、乙两个电压表的示数分别为_________V和_________V。 10.如图所示,①②是测量电压或电流的仪表;当开关S闭合后,为了使小灯泡L1、L2都能发光,则①是_________表,②是_________表。 11.如图所示,在烧杯中加入盐水,然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中,这样就制成了一个盐水电池。观察电压表的接线和指针偏转情况可知:锌片是盐水电池的_________极,电池的电压为_________V。 12.如图所示,闭合开关后,图甲中电压表测________ 电压,图乙中电压表测_________ 电压,图丙中电压表测________电压。
电磁式电压互感器谐振分析及抑制措施研究 (江建明四川省电力工业调整试验所610072) 电力系统接地系统为直接接地系统和不接地系统。直接接地系统易发生并联谐振，不接地系统在单相接地时易发生串联谐振，有并联电容器的断路器易发生串联谐振。长期以来，电力系统谐振过电压严重威胁着电网的安全。特别是对中性点不接地系统，铁磁谐振所占的比例较大。随着电网的日益发展，中性点直接接地系统的铁磁谐振问题越来越严重，出现的概率也越来越大。近年，在四川发生过多次铁磁谐振引起过电压的案例，应引起高度重视。本文将介绍产生铁磁谐振的机理、原因、现象以及应采取的措施。 1．产生铁磁谐振的原因 铁磁谐振存在三种情况：直接接地系统对地电容引发的铁磁谐振；不接地系统的单相接地引起的铁磁谐振；断路器端口并联的电容形成的铁磁谐振。 电力系统中许多元件是属于电感性的，如电力变压器、互感器、发电机、消弧线圈为电感元件，而线路各导线对地和导线间既存在纵向电感又存在横向电容，这些元件组成复杂的LC震荡回路，在一定的能量作用下特定参数配合的回路就会出现谐振现象。由于铁芯电感的磁通和电流之间的非线性关系，电压升高导致铁芯电感饱和，极易使电压互感器发生铁磁谐振。在中性点不接地系统中，如果不考虑线路的有功损耗和相间电容，仅考虑电压互感器电感与线路的对地电容C，当C大到一定值且电压互感器不饱和时，感抗X L大于容抗X C；而
当电压互感器上电压上升到一定数值时，电压互感器的铁芯饱和，感抗X L小于容抗X C，这样就构成了谐振条件，下列几种激发条件可以造成铁磁谐振： （1）当投入电力系统的电力线路长度发生变化时，线路对地电容与线路电阻发生改变。如空载线路投切操作，对空母线充电，尤其是短母线进行倒母线时，易产生对地电容引起的并联谐振。 （2）当系统运行状态突变，在暂态激发条件下，TV铁芯饱和，其电感量L处于非线性变化。如有线路瞬间接地，雷电感应侵入电网，尤其系统出现单相接地，易产生串联谐振。 （3）直接因突然投入系统的电容变化而引起谐振。如补偿电容器的投入，断路器断口打开时的并联电容易产生并联谐振。 （4）由于线路分合或运行状态突变时，会产生多次或分次谐波，从而使ω发生变化。如拉合刀闸、跌落式熔断器动作等，可能引起并联或串联谐振。 2．产生铁磁谐振的机理 由于电压互感器的中性点位移现象，常常在中性点不接地绝缘系统中引起铁磁谐振过电压。在正常运行条件下，励磁电感三相相等，三相负荷相等，电网的中性点电位为零。当线路中出现瞬时单相故障时，其它两相电压升高，三相电压互感器两相电压升高而饱和，其励磁电感相应减小，电网中性点出现位移电压，当三相总导纳之和为零时，便会发生串联谐振，中性点电压将急剧上升。由于铁芯的磁饱和会引起电流、电压波形的畸变，即产生了谐波，使上述谐振回路还会
关于谐振过电压及预防的技术措施 发表时间：2019-04-11T13:54:14.127Z 来源：《河南电力》2018年19期作者：唐振华 [导读] 谐振过电压是因电网储能参数—电感和电容匹配符合谐振条件而引起的过电压。在电力生产和电力运行的中低压电网中 唐振华 （福建省万维新能源电力有限公司福建福州 350003） 摘要：谐振过电压是因电网储能参数—电感和电容匹配符合谐振条件而引起的过电压。在电力生产和电力运行的中低压电网中，由于故障的形式和操作方式是多种多样的，谐振性质也各不相同。因此，应该了解各种不同类型谐振的性质与特点，掌握其振荡的性质和特点，并制订防振和消振的对策与措施。 关键词：谐振过电压；预防；技术措施 1.谐振的危害性 在电力供电电网上，谐振过电压在正常运行操作中出现频繁，其危害性较大；过电压一旦发生，往往造成电气设备的损坏和大面积的停电事故。多年电力生产运行的记载和事故分析表明，中低压电网中过电压事故大多数都是由谐振现象所引起的。由于谐振过电压作用时间较长，所引起谐振现象的原因又很多，因此在选择保护措施方面造成很大的困难。为了尽可能地防止谐振过电压的发生，在设计和操作电网设备时，应进行必要的估算和安排，以免形成严重的串联谐振回路；或采取适当的防止谐振的措施。 目前变电站大部分采用中性点不接地方式运行，而最常见的谐振过电压就是发生在中性点不接地系统中。从电网的运行实践证明，中性点不接地系统中由于电压互感器铁心饱和引起的铁磁谐振过电压比较多，尽管采取了不少限制谐振过电压的措施，如：消谐灯、消谐器、PT高压中性点增设电阻或单只PT等，但始终没有从根本上得到解决，PT烧毁、熔丝熔断仍不断发生；另一方面由于中性点不接地运行方式的主要特点是单相接地后，允许维持一定的时间，一般为2小时，不致于引起用户断电，但随着中低压电网的扩大，出线回路数增多、线路增长，中低压电网对地电容电流亦大幅度增加，单相接地时接地电弧不能自动熄灭必然产生电弧过电压，一般为3—5倍相电压甚至更高，致使电网中绝缘薄弱的地方放电击穿，并会发展为相间短路造成设备损坏和停电事故。 2.产生谐振过电压的因素 2.1互感器铁磁谐振过电压的因素 电压互感器伏安特性的影响。铁芯电感的伏安特性愈好，即铁芯饱和得愈慢，也即谐振所需要的阻抗参数XC0/XL愈大；反之，谐振所需XC0/XL愈小。考虑到电力系统中运行着的电压．互感器及系统的具体情况总与模拟情况有差异，因此，对于不同型号、不同出厂日期、不同厂家制造的电压互感器，其谐振区域应根据实际试验加以确定。 电压互感器损耗的影响。运行着的互感器，一般损耗较大，例如，35kV的互感器其阻尼系数r/XL为＞15/10000.损耗电阻大，可以吸收一部分能量，对谐振有一定的抑制作用，特别是对1/2频谐振，这种抑制作用很明显。 电压互感器结构的影响。现场运行着的电压互感器，既有三台单相电压互感器组，也有三相五柱电压互感器，它们在谐振激发上是不同的。试验研究表明，单相电压互感器组的起振电压较三相五柱电压互感器的低，也就是说，单相电压互感器组容易激发谐振。这主要是由于两者碰路结构的差异，造成零序阻抗不同所致。 单相互感器组零序磁通的磁路和正序磁通的磁路一样，每相都有自己的闭合回路，因而零序阻抗等于正序阻抗。对三芯玉柱电压工感器，由于零序磁通经过两个边往返回，所以其磁路长，而且铁芯截面小，因而其零序磁通磁阻较单相互感器组要大得多。由上所述，谐振是由于零序磁通造成的，三芯五柱互感器零序磁通遇到的磁阻大，谐振就不容易产生。 应当指出，由于磁路的差异，计算和测量这两类电压互感器零序阻抗时所用的电压是不同的。由于电网发生谐振时，作用在电压互感器上的电压是正序电压与零序谐振电压的选加，对于单相互感器组，正序电压和零序电压合成下的服抗值接近干线电压下的阻抗值，因此，XL为额定线电压下的激磁感抗。对于三芯玉柱互感器，零序电压接近于相电压，正序电压对零序电压阻抗影响不大，所以应取相电压下的相应感抗值。 2.2电网零序电容的影响 实践可知，谐振区域与阻抗比XC0/XL有直接关系，对于1/2分频谐振区，阻抗XC0/XL约为0.01~0.08；基波谐振区，XC0/XL约为0.08~0.8；高频谐振区，XC0/XL约为0.6~3.0.当改变电网零序电容时，XC0/XL 随之改变，回路中可能出现由一种借振状态转变为另一种谐振状态。如果零序电容过大或过小，就可以脱离谐振区域，谐振就不会发生。在现场，一般可以测量出电网的对地电容电流，进而计算出对地电容，由XC0/XL估算该电网是否处于谐振区。若在诸振区，再进一步判定可能是哪一种谐振。除上述情况外，电网零序电容还对谐振过电压、过电流的大小和谐振频率有一定影响。 2.3其他影响因素 激发程度。实际激发试验表明，即使阻抗参数XC0/XL落在诸振区域内，也并不是每次都能激发起稳定的谐振。这是因为谐振的产生不仅与XC0/XL有关，还与电压冲击、涌流大小、合闸相角等激发因素有关。激发程度不同时，互感器饱和程度有异，因此谐振特性就不相同。 回路的阻尼作用。当激发起中性点不稳定过电压后，元论是基波、三次谐波还是1/2分次谐波谐振，总是由电源供给谐振所需的能量。如果输入和输出的能量得以平衡，诸波将维持下去；如果能量平衡关系一旦被破坏，则谐振便会自动消除。根据谐振原理，增大回路电阻可使诸振区域缩小，维持谐振所需的电压提高，从而能阻尼振荡。 电网频率的变动。电网频率的变化，使谐振回路中的阻抗参数发生变化，是导致谐振现象不稳定的重要原因。 电网频率变动可能使谐振现象突然发生；突然消失；也可能使谐振由一种状态转变为另一种状态。 3.采取措施 一是防止电压互感器铁磁谐振措施。选择励磁特性好的电压互感器，使其工作点在伏安特性的线性部分，当有激发因素时，铁芯不饱
Chapter 一 1-1、电力系统和电力网的含义是什么？答：电力系统指生产、变换、输送、分配电能的 设备如发电机、变压器、输配电线路等， 使用电能的设备如电动机、电炉、电灯等，以及测量、保护、控制装置乃至能量管理系统所组成的统一整体。一般电力系统就是由发电设备、输电设备、配电设备及用电设备所组成的统一体。 电力系统中，由各种电压等级的电力线路及升降压变压器等变换、输送、分配电能设备 所组成的部分称电力网络。 1-2、电力系统接线图分为哪两种？有什么区别？ 答：电力系统接线图分为地理接线图和电气接线图。地理接线图是按比例显示该系统 中各发电厂和变电所的相对地理位置，反映各条电力线 路按一定比例的路径，以及它们相互间的联络。因此，由地理接线图可获得对该系统的宏观印象。但由于地理接线图上难以表示各主要电机、电器之间的联系，对该系统的进一步了解。还需阅读其电气接线图。 电气接线图主要显示系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电力元件之间的电气接线。但电气接线图上难以反映各发电厂、变电所的相对位置，所以阅读电气接线图时，又常需参考地理接线图。 1-3、对电力系统运行的基本要求是什么？ 答：对电力系统运行通常有如下三点基本要求: 1）保证可靠地持续供电； 2）保证良好的电能质量； 3）保证系统运行的经济性。 1-4、电力系统的额定电压是如何确定的？系统各元件的额定电压是多少？什么叫电力线路的平均额定电压？ 答：各部分电压等级之所以不同，是因三相功率S 和线电压U、线电流I 之间的关系为 UI。当输送功率一定时，输电电压愈高，电流愈小，导线等截流部分的截面积愈小， 投资愈小；但电压愈高，对绝缘的要求愈高，杆塔、变压器、断路器等绝缘的投资也愈大。综合考虑这些因素，对应于一定的输送功率和输送距离应有一个最合理的线路电压。但从设备制造角度考虑，为保证生产的系列性，又不应任意确定线路电压。另外，规定的标准电压等级过多也不利于电力工业的发展。考虑到现有的实际情况和进一步的发展，我国国家标准规定了标准电压，即为额定电压。 各元件的额定电压：
编号：SM-ZD-50557 过电压引起设备烧毁事故的原因分析及处理 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
过电压引起设备烧毁事故的原因分 析及处理 简介：该规程资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 【摘要】：在10KV或35KV中性点不接地（或非有效接地）系统中，由于谐振过电压、间歇性弧光接地过电压的存在，经常导致10KV（或35KV）接地电压互感器烧毁或使PT的熔断器的熔丝熔断，从而造成系统的停电检修，给电力系统造成不必要的损失。本文结合实例，对谐振过电压，尤其是间歇性弧光接地过电压引起设备烧毁事故的原因进行分析，并采取了相应的对策，保证了变电站设备的正常运行。 【关键词】：过电压设备事故分析和处理 前言 本文对处理固原西吉新营35KV变电站发生单相接地后,烧毁电压互感器的一次保险及二次计量电表的原因进行分析和探讨,认为烧毁电压互感器及二次设备的原因,不仅和谐振过电压有关,间歇性弧光接地也可能是造成此现象更重要
伊和乌素风电场 35KV风机变压器烧损原因的初步分析 国网新源控股有限公司生产技术部： 2009年6月26日05时14分，在运行人员根据负荷情况退出3192电容补偿单元时，一期16台风机变高压断路器保险熔断，9台风机变烧损。现将具体详细情况汇报如下： 一、事故前风场运行工况： 2009年6月26日05时，35kVⅠ、Ⅱ段母线分段运行，35KVⅠ母3101、3102开关运行，35KVⅡ母3201、3202、3203、3204开关运行，SCV热备用，3191一支路投入、3192两支路运行，伊库线向系统送有功17MW、无功5.2MVAR（伊和乌素风场主接线见附件一）。二、事件经过及一次风机变检查情况： 05时14分，运行人员根据伊库线负荷情况，按正常操作程序切除3192电容补偿单元。05时15分，35KVⅠ段3102开关过流保护动作，3102开关跳闸， 35kVⅠ段母线单相接地报警，220kV线路、#1主变保护启动。 05时16分，检查确认Ⅰ段35kV母线电压不正常，拉开风机一回集电线路3101开关。母线接地故障消失。随后现场检查，发现16台风机变高压熔断器或单相、两相、三相熔断。 三、保护自动装置检查情况： 1. 05时26分，3102间隔保护过流Ⅰ段动作。
2. 05时27分，现场检查一期微机消谐装置告警，打印报告显示：接地故障、过压故障、谐振故障。 3．#1主变35KV侧故障录波器有录波报告（见附件二）。 05:14:24:649毫秒，后台机操作拉开3192开关，引发一期35kV 系统操作过电压，开关拉开8ms后发生三相短路，时间持续245ms，电流最大为2000A（10ms左右），不稳定和两相接地短路，480ms后再次发生三相短路，电流最大值为2800A(20ms左右)，接着又发生两次A、B相间接地短路。以上四次故障或时间或电流没有到达3101、3102保护动作值。 05:15:36:228ms录波显示05:15:39:780ms至05:15:49:930ms 间共发生四次相间过电压，其中第四次A、B（录波启动后13700ms 后）发生的短路最严重，一次值最大过4000A（120ms左右）保护动作整定时间50毫秒，此电流导致3102保护跳闸。 以上两次录波显示，拉3192断路器时C相出现瞬时过电压121V(二次值)，第一次录波中谐振时相对地有效值基本上在120V(二次值)左右电压风机变接地及短路熔断器熔断时产生的过电压（05时14分25秒759毫秒）半周波，波峰值256V(二次值)。 4．220kv线路辅助保护、主变保护均有启动报告。 四、电容器3192单元相关情况分析： 1.电容、电抗参数（详细参数见附件三）： 1.1型号： TBB35-(3000+3000)/250ACW（可半容量投切） 1.2额定电压： 35 kV（系装置接入系统母线处的系统标称电压值）
变压器浪涌电流产生的原因和简单测试方法 变压器在通电瞬间会产生一个很大的电流尖峰叫浪涌电流 浪涌电压 /电流产生的原因 由于电压突变引起的 当变压器合闸时正是电源正弦波的波形进入零的位置时, 变压器会产生很大的冲击电流, 甚至会造成变压器保护动作跳闸。不过这种概率很低, 所以平时变压器合闸时,其冲击电流都很小 变压器在空载合闸时会出现激磁涌流。其大小可达稳态激磁电流的 80-100倍, 或额定电流的 6-8倍。涌流对变压器本身不会造成大的危害, 但在某些情况下能造成电波动,如不采取相应措施,可能使变压器过电流或差动继电保护误动作。变压器励磁涌流是变压器全电压充电时在其绕组中产生的暂态电流 . 变压器投入前铁芯中的剩余磁通与变压器投入时工作电压产生的磁通方向相同时 , 其总磁通远远超过铁芯的饱和磁通量 , 因此产生较大的涌流 , 其中最大峰值可达到变压器额定电流的 6-8倍 . 励磁涌流与变压器投入时系统电压的相角 , 变压器铁芯的剩余磁通和电源系统阻抗等因素有关 . 最大涌流出现在变压器投入时电压经过零点的瞬间 (该时磁通为峰值 . 变压器涌流中含有直流分量和高次谐波分量 , 随时间衰减 , 其衰减时间取决于回路电阻和电抗 , 一般大容量变压器约 5-10S, 小容量变压器约为 0.2S 左右 一般在工厂生产检验时在电源输入处串接设定电流的保护开关(如常用的 DZ47-63 C20开机时不发生跳闸就说明激磁涌流小于该保护开关的额定电流当然要多开关几次 测试实际的激磁涌流可以用用示波器 , 在输入电源串接一小无感电阻 , 用示波器监测开机瞬时的涌浪电流的峰值
但变压器浪涌电流最大是在开机时刚好在电源正弦波的波形进入零的位置时。 , 人工开机时间是随机的在最大值的机率很小要用专用罗氏线圈来测量, 目前全球做的最好的是 pearson 这一家的,很贵,动辄几万,一般的不具备
谐振接地系统中单相接地引起的过电压分析 摘要: 单相接地故障是电力系统中主要的故障形式，由其引发的各种过电压事故很多。本文描述了单相接地的各种现象，分析了谐振接地系统中单相接地引起的弧光接地过电压和铁磁谐振过电压，特别是两种不同工作方式的消弧线圈自动调谐装置对消除铁磁谐振过电压的影响。 关键词:单相接地弧光接地过电压消弧线圈铁磁谐振 前言 配电网中性点经消弧线圈接地方式，又称为谐振接地方式，在谐振接地系统中有三种过电压对其影响最大，即雷击过电压、弧光接地过电压和铁磁谐振过电压。前两种过电压可以采用比较明确有效的措施来进行防护，如对于雷击过电压，可以采用避雷器等防雷保护措施来限制其危害性。对于弧光接地过电压，通常采用消弧线圈进行有效的抑制。但对于铁磁谐振过电压，虽然目前可采用的防治措施很多，但实际效果和评价各不相同，铁磁谐振过电压在实际运行中仍然经常引发严重的事故。长期运行经验表明，单相接地故障是电力系统中主要的故障形式，约占60％以上。当电网发生单相接地时, 容易产生间歇性弧光接地, 此时产生的弧光接地过电压和由此激发的铁磁谐振过电压将会导致弱绝缘的击穿，甚至发展为相间短路故障而引发跳闸。我厂的6kV配电网为谐振接地系统，且单相接地时有发生，因此对谐振接地系统中单相接地引起的弧光接地过电压和铁磁谐振过电压进行分析是十分必要的。 1单相接地的各种现象 运行中单相接地一般是间歇性电弧接地→稳定电弧接地→金属性接地。根据实测, 间歇性电弧接地, 持续时间可达0.2～2S, 频率可达300～3000Hz;然后呈稳定电弧接地, 持续时间可达2～10s,最后, 故障点导线被烧熔成为金属性接地, 即所谓永久性故障接地。另一种情况是暂时性的单相电弧接地如（雷击、鸟害等），当系统电容电流超过一定数值时，电弧难以自动熄灭。然而这个电流又不至于大到形成稳定电弧的程度，因此可能出现电弧时燃时灭的不稳定状态。两种间歇性的电弧导致系统中电感－电容回路的电磁振荡过程，产生遍及全系统的的弧光接地过电压。 2消弧线圈自动调谐对弧光接地过电压的抑制 间歇性电弧接地流过故障点的电流中包含两个分量，即工频分量和高频分量。在谐振接地系统中，现行所有消弧线圈设计的自动调谐都是在电网工频下完成的，不能补偿高频分量，因此消弧线圈自动调谐不能消除弧光接地过电压。
电网谐振过电压的防治 刘志清山东诸城市供电公司（262200）电网谐振过电压与系统结构、容量、参数、运行方式及各种自动装置的特性有关。谐振过电压，一般因操作或故障引起系统元件参数出现不利组合而产生。诸城市电网10~35kV系统为不接地或经消弧线圈接地系统，电网中存在大量星形接线的电压互感器，其一次绕组直接接地，成为电网对地电容电流、高次谐波电流的充放电途径，此电流必然通过电压互感器一次绕组，使电压互感器铁心深度饱和，在电网接地、倒闸操作、运行方式变化等情况下，将出现电网电压不稳定，甚至出现谐振。另外，近年来热电厂联网数量不断增多，发电机电感参数周期性变化将引起发电机自励磁（参数谐振）过电压。 谐振过电压对电网造成危害极大，诸如造成电压互感器熔丝熔断、电压互感器烧毁、电网设备绝缘损毁，甚至造成相间短路、保护装置误动作等等，所以加强对其防治非常必要。 诸城金安热电厂并网发电后，数月时间在其并网的35kV系统内连续发生3次谐振过电压。谐振时，相电压最高达到41kV、最低16kV，持续时间15min左右。谐振期间，采用切除电容器等操作电网手段改变电网参数后，只能使谐振暂时消除几分钟，然后再次谐振，所幸未导致电网设备损坏。 谐振发生后，经过分析论证热电厂联网发电机是该区域35kV电网谐振源，该区域35kV电压互感器一次绕组中性点接地点多达9
个，电网抗谐振过电压能力薄弱且无任何防治措施，致使电网具备了发生谐振过电压的条件。为此，应从技术上采取措施。 为防止并网运行发电机电感参数周期性变化引起的自励磁过电压，要求并网发电热电厂必须采取如下措施： ·尽量避免发电机直接空充线路，无法避免时应确保发电机容量大于并网空载线路的充电功率； ·避免发电机带空载线路启动，或避免以全电压向空载线路合闸； ·要求并网运行的热电厂发电机采用快速励磁自动调节器，限制发电机同步励磁过电压； ·并网发电的热电厂35、10kV母线上的星形接线电压互感器，其中性点一次侧加装消谐器。二次侧开口三角加装二次消谐器或合适消谐电阻。 为防止不接地系统或经消弧线圈接地系统中，因合闸充电或在运行时接地故障消除等原因的激发，使中性点接地的电压互感器过饱和可能产生的谐振过电压，采取如下措施： ·优先选用励磁特性饱和点较高的抗谐振型电压互感器； ·减少同一系统中电压互感器高压侧中性点接地数量，除电源侧电压互感器高压侧中性点接地外，其它电压互感器中性点尽可能不接地； ·在电压互感器开口三角绕组装设二次消谐器或消谐电阻； ·在电压互感器一次绕组中性点装设一次消谐器。 采用性能良好的设备，提高运行维护水平，避免下列条件下的铁
变频器过电压的原因及解决方法 过电压产生后，变频器为了防止内部电路损坏，其过电压保护功能将动作，使变频器停止运行，导致设备无法正常工作。 变频器在调试与使用过程中经常会遇到各种各样的问题，其中过 电压现象最为常见。 过电压产生后，变频器为了防止内部电路损坏，其过电压保护功能将动作，使变频器停止运行，导致设备无法正常工作。因此必须采取措施消除过电压，防止故障的发生。由于变频器与电机的应用场合不同，产生过电压的原因也不相同，所以应根据具体情况采取相应的 对策。 过电压的产生与再生制动 所谓变频器的过电压，是指由于种种原因造成的变频器电压超过额定电压，集中表现在变频器直流母线的直流电压上。正常工作时，变频器直流部电压为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算，则平均直流电压Ud=1.35U线=513V。 在过电压发生时，直流母线上的储能电容将被充电，当电压上升至700V左右时，(因机型而异)变频器过电压保护动作。造成过电压的原因主要有两种：电源过电压和再生过电压。电源过电压是指因电
源电压过高而使直流母线电压超过额定值。而现在大部分变频器的输入电压最高可达460V，因此，电源引起的过电压极为少见。 本文主要讨论的问题是再生过电压。产生再生过电压主要有以下原因：当大GD2(飞轮力矩)负载减速时变频器减速时间设定过短;电机受外力影响(风机、牵伸机)或位能负载(电梯、起重机)下放。由于这些原因，使电机实际转速高于变频器的指令转速，也就是说，电机转子转速超过了同步转速，这时电机的转差率为负，转子绕组切割旋转磁场的方向与电动机状态时相反，其产生的电磁转矩为阻碍旋转方向的制动转矩。所以电动机实际上处于发电状态，负载的动能被“再生” 成为电能。 再生能量经逆变部续流二极管对变频器直流储能电容器充电，使直流母线电压上升，这就是再生过电压。因再生过电压的过程中产生的转矩与原转矩相反，为制动转矩，因此再生过电压的过程也就是再生制动的过程。换句话说，消除了再生能量，也就提高了制动转矩。如果再生能量不大，因变频器与电机本身具有20%的再生制动能力，这部分电能将被变频器及电机消耗掉。若这部分能量超过了变频器与电机的消耗能力，直流回路的电容将被过充电，变频器的过电压保护功能动作，使运行停止。为避免这种情况的发生，必须将这部分能量及时的处理掉，同时也提高了制动转矩，这就是再生制动的目的。 过电压的防止措施
1 进网作业试题库 判断： 349. 在雷云对地放电的过程中，余辉放电阶段放电电流最大。（） × 61. 为防止直接雷击电力设备，一般多采用避雷针和避雷线。（） √ 62. 工频过电压的特点是数值不很大，持续时间长。（） √ 96.为防止避雷线与大地发生短路，避雷线与大地之间具有较好的绝缘。（）× 97. 35～110KV架空线路，如果未沿全线架设避雷线，则应在变电所1～2km的进 线段架设避雷线。（） √ 98. 高压长线路空载运行时，线路末端电压高于首端电压。（） √ 133. 用于3～10KV配电变压器防雷保护的避雷器应尽量靠近变压器设置，避雷器的接地线应与变压器金属外壳分别单独接地。（） × 134.普通阀型避雷器由于阀片热容量有限，所以不允许在内过电压下动作。（）√ 241. 35～110KV架空线路，如果未沿全线架设避雷线，则应在变电所1～2km的进线段架设避雷线。（） √ 242.内部过电压与电网结构、各项参数、运行状态、停送电操作等多种因素有关。（） √ 278.线路空载运行可能会引起工频过电压。（） √ 310.避雷线的主要作用是传输电能。（） ×
2 313. 高压长线路空载运行时，线路末端电压高于首端电压。（） √ 314. 35～110KV架空线路，如果未沿全线架设避雷线，则应在变电所1～2km的进线段架设避雷线。（） √ 350.在正常情况下，阀型避雷器中流过工作电流。（） × 多项选择 38.在电力系统运行操作中，较容易发生操作过电压的操作有切、合（）。 A. 空载变压器 B. 高压空载长线路 C. 空载电容器 D. 高压电动机 47.金属氧化物避雷器的特点包括（）体积小、重量轻、结构简单、运行维护方便等。 A.无续流 B.残压低 C.通流容量大 D.动作迅速 51.雷电侵入波前行时，如来到（）处，会发生行波的全反射而产生过电压。 A. 变压器线圈尾端中性点 B. 断开状态的线路开关 C. 线圈三角形接线引出线 D. 闭合的变压器进线总开关 53.引起工频过电压的原因包括（）等。 A. 线路空载运行 B. 三相短路故障 C. 开断高压电动机 D. 单相接地故障 68.金属氧化物避雷器的特点包括（）体积小、重量轻、结构简单、运行维护方便等。 A. 无续流 B. 残压低 C. 通流容量大 D. 动作迅速 76.（）可以作为电气设备的内过电压保护。 A. FS阀型避雷器 B. FZ阀型避雷器 C. 磁吹阀型避雷器 D. 金属氧化物避雷器 单项选择： 27. 雷云对地放电大多数要重复（）次。 A. 2～3 B. 3～5 C. 5～7 答案：A
厂用电谐振过电压分析及预防示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
厂用电谐振过电压分析及预防示范文本使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 摘要：在中性点不接地电力系统中，由于电磁式电 压互感器激磁特性的非线性，当电压发生波动使网络中电 抗接近容抗时，便产生谐振过电压，影响电气设备安全运 行。为此，从两起典型的6 k V厂用电谐振过电压入手，分 析计算产生谐振过电压的条件及其现象。最后，阐述了解 决谐振过电压问题所采取的措施。 关键词：厂用电；谐振；过电压；电压互感器；分 析；措施 1 谐振过电压产生条件、特点和危害 在中性点不接地电力系统中，由于电磁式电压互感器 （TV）激磁特性的非线性，当电压发生波动使网络中电抗 接近容抗时，便产生谐振过电压。特别是遇有激磁特性不
好（易饱和）的TV及系统发生单相对地闪络或接地时，更容易引发谐振过电压。轻者令到TV的熔断器熔断、匝间短路或爆炸；重者则发生避雷器爆炸、母线短路、厂用电失电等严重威胁电力系统和电气设备运行安全的事故。 2 两起谐振过电压及其分析 2．1 铁心饱和过电压 这种过电压最常见于投空母线时，由于系统电压偏高致使激磁特性差的TV饱和，当TV电抗降至和系统对地容抗相等时便引发谐振过电压。现在由于采取一系列技术手段这一现象已很少发生，但其它形式谐振过电压却还时有发生，应引起我们注意，请看下面实例。 2．1．1 事发经过 1998年10月8日8时58分，6 kVⅢ段工作电源开关632甲、632乙跳闸，3号炉甲、乙送风机和3号机循环水泵跳闸，备用电源开关630甲、乙联动，6 kVⅢA和