操作过电压简介
真空断路器是利用高真空中电流流过零点时，等离子体迅速扩散而熄灭电弧，完成切断电流的目的。在真空断路器中，气体非常稀薄，气体分子的自由行程相对较大，发生相互碰撞的几率很小，其真空度应不低于10-4托时，在较小的真空间隙距离（2—3 毫米）情况下，有很高的绝缘特性，真空断路器的触头开距一般不大。
特点，燃弧时间短，绝缘强度高，电气寿命也较高，触头的开距与行程小，动作速度极快。
真空断路器会引起操作过电压，特别在开断感性负截如电动机时，一般情况下，为限制过电压而需给真空断路器配过电压吸收装置。
2：操作过电压分析
真空断路器开断高压电动机时主要产生三种过电压, 即截流过电压、高频重击穿过电压和三相同时截流过电压。
运行统计表明, 高压感应电动机的绝缘事故约占电厂电气设备事故的20%。从实际运行状况分析, 真空断路器开断主要有电动机启动状态下开断、空载电动机开断和电动机负载状态下开断三种。
2. 1截流过电压
真空断路器很好的灭弧性能使其开断小电流时,未等电流过零,电弧被强行熄灭。电流波形好象被突然截断一般,这就是截流的现象。
图1 断路器开断感性负载
若图 1 中的VCB 在t=0时刻断开，电流瞬时被突然截断，此时的电源电压为一u 。，L 中的电流为I ，此时在电动机漏抗L 中将有储能212
LI ，由于电感上的电流不能突变，将继续向电容C 充电，电容上的电压将继续升高。在电流被突然截断后，电动机的对地电容、等效电感回路发生高频振荡，产生截流过电压。如图2所示。
图2 截流示意图
的电动机时，由于断开电流小，截断电流小，产生的过电压也较小；断开大功率的电动机，由于导线截面大，绕组匝数少，其等效电感L
小，电容C (高达20～30A)，其产生的过电压仍然较小，不会对电动机线圈绝缘造成很大的危害；但是断开中等功率的电动机(几百千瓦)时，截断电流较大，特性阻抗也较大，所以产生的过电压较高。
特点:
1.电压的大小与断路器的截流值成正比;
2.磁能与电能相互转换的振荡频率很高,高频率必然伴随着高的电压陡度。
实测证明，回路电缆长度在50～200m范围内，截流过电压最高，而从开关柜到电动机的实际距离大多数情况下是这一长度，也许这个长度的电缆分布参数满足磁能与电能高频转换。
3.电动机状态不同(空载状态、满载状态、制动状态等)，产生的操作过电压也不同。
断开空载运行的电动机，流过真空断路器的电流是电动机的空载电流，大约为额定电流的25％一30％，同时影响截流过电压的电感是电动机漏感，所以其储能不是很大，产生的过电压不是特别高，一般在电动机的预防性实验电压，即是额定电压的1．5倍以下。
而电动机在刚启动时就立即出现很大的过负载，电动机启动电流将引起继电保护误动作而断开。此时，电动机的转子转速接近于零，转差很大，转子绕组相当于短接的变压器的二次绕组，短路电流很大，流过真空断路器的电流接近于电动机的启动电流，大约为额定电流的550％一650％；或断开制动状态的电动机时，除了考虑电动机定子绕组的漏感外还要考虑转子绕组的漏感；一般截流过电压都超过电动机额定电压的2.5倍，甚至达到额定电压的6倍。电动机的截流过电压远大于断开空载状态下的电动机的过电压。
2.2多次重燃过电压
重燃也称重击穿，是指在断路器断开熄弧后触头间发生的击穿。此时，恢复电压往往在最大值，能量交换十分剧烈，在断开短路电流时发生重燃经常会造成断开失败。真空断路器在断较大的感性电流时，常常会发生由于真空断路器多次重燃而引起的过电压，即是多次重燃过电压。
图3 重燃示意图
随着重燃次数的增多，电感电流不断增大，可以看作为工频电流过零前的等值截流值不断增大，这将使过电压不断增大，幅值不断增高，而且其振荡程度将更加剧烈，过电压频率更加大，甚至可以达到56
Hz，陡度极高，介质恢复强度超过断路器触头间的恢复电压，1010
这对电动机的主绝缘和匝问绝缘都会造成严重的伤害。
真空断路器因重燃产生的过电压都超过3倍，甚至有单相重燃的过电压计算值达到8．6倍，对设备的绝缘危害极大，同时容易激发其余两相重燃，产生更高的过电压，而且过电压上升的时间是十分之几微秒。波头极陡。过电压将集中在电动机首端几匝绕组上，特别是首端绕组，使电动机的匝间电位分布极不均匀，有的匝间会承受很高的电压而首先发生击穿，造
成电动机击穿而损坏。
2.3 三相同时断开过电压
三相同时断开的物理过程是：电动机一般通过三相电缆与电源相连接，电缆线的芯间之间有相间电容c和互感M存在，如图4所示。当真空断路器断开三相中性点不接地负载时，若某一相电流先过零，则这相先断开，在断路器的触头两端则产生恢复电压，若在恢复电压的作用下，电弧重燃，将在断开的第一相产生高频复燃电流。首相复燃的暂态高频电流通过其它两相的对地电容构成回路，并通过出线电缆与其它两相电磁耦合。同时感应出一个高频电流，这些高频电流与原来的工频电流叠加起来，若高频电流大于或者等于工频电流，由于真空断路器的灭弧能力很强，则叠加结果可能使其它两相电流被强制截断而瞬时过零，对工
图4 三相同时开断示意图
频电流而言，后两相的高频截流速度很快，几乎可以认为是三相截流同时发生，那后两相的截流值就比较大，会产生较大的过电压。因为后两相被截断的工频电流往往比首相截流值大，十分类似于较大水平的截流现象，从而产生比首相断开截流过电压更高的操作过电压，这
对电动机的绝缘会造成很大的危害。
2.4 总之，一般真空断路器断开电动机产生的操作过电压有三种类型：截流过电压、高频多次重燃过电压和三相同时断开过电压。真空断路器断开电动机时产生的三种过电压相互之间不是独立的，而是相互影响的。
3：电机分布参数模型
图5 电机绕组分布参数模型
在稳态条件下，即是工频状态下，电动机绕组的电压是线性分布，其匝间电压较低。如果电动机的电压突然发生变化而导致瞬变过程，绕组的分布电压将会由线性变成非线性，匝间将产生非常高的电压，特别是第一匝线圈，可能承受过电压幅值的一半以上，这将严重威胁匝间绝缘，甚至使其受到破坏。匝间电压与进入电动机绕组的电压冲击波的陡度成正比。当匝间电压超过了匝间绝缘的冲击耐压值，就有可能引起匝间绝缘击穿事故。研究结果表明，为了避免匝间绝缘故障，应该将冲击波陡度限制在5～6kV／s 以下。
由于电动机受到暂态冲击电压时，电动机绕组线圈和匝间电压分布比较复杂，所以要精确得出电动机耐压能力标准比较困难。美国电气工程协会成立了一个研究小组来分析旋转电动机承受冲击电压能力的问题，最后得出结论为：冲击电压的陡度在下图的曲线以下对电动机的绝缘造成危害较小。
图6 电机耐压安全线
4：电机端过电压保护应对措施
4.1操作过电压的保护方式
目前工程设计中可考虑采用的真空断路器操作过电压的保护方式有以下几种：氧化锌避雷器保护，又分为普通氧化锌避雷器保护和带串(并)联间隙的氧化锌避雷器保护；三相组合式过电压保护器保护；R－C阻容过电压吸收器保护。
4.1.1带串(并)联间隙MOA保护
一般情况下，真空断路器开断后产生的过电压，主要为相地过电压。由于真空断路器各相开断的截流相差不大，且各相回路的电感(L)和电容(C)基本相同，相间电压值一般不会很大，只有在特殊情况下才发展为较高的相间过电压。所以采用带串(并)联间隙MOA保护电动机基本可满足工程要求。采用带串(并)联间隙MOA保护真空断路器操作过电压，可以在保证设备安全运行的前提下，保护电动机的相地绝缘，但不能兼顾电动机的相对相的绝缘保护，尤其发生单相接地时容易损坏。
4.1.2三相组合式过电压保护器保护保护原理(见图7)
由图7可知，三相组合式过电压保护器与氧化锌避雷器相比，从理论上讲，可以将相间过电压保护值减低50%。
CG为串联间隙；FR为氧化锌阀片
图7保护器原理图
保护器的特点
(1) 采用四星形接线，可将相间过电压大大降低，与普通MOA 相比，可降低60%～70%，可靠地保护了电动机的相间绝缘。
(2) 同带串联间隙的MOA一样，由于采用了氧化锌阀片与间隙串联的结构，提高了保护器的使用寿命，且使保护器在系统出现单相接地、间隙性弧光接地和谐振过电压等状态下均可安全运行。
应用三相组合式过电压保护器存在的问题
由于三星形中性点的对地绝缘悬浮，在实际运行中出现过对地绝
缘击穿现象，从而在操作过电压下使保护器发生爆炸的情况。
4.1.2R－C阻容过电压吸收器保护
4.1.2.1保护原理
电动机及空载变压器回路装设R－C吸收器的工作原理见图8，
L I电磁真空断路器操作后产生的截流将在设备电感0L中储藏有20/2
能量，并在由0L和0C组成的回路上形成震荡。
图8 RC保护等效电路
C0为杂散电容；L0为负载电感；R，C1为吸收器电容、电
感；
接入R，C后，可将真空断路器操作过电压幅值限制在允许范围内，
并可大大降低过电压的震荡频率，减少了真空断路器的重燃几率。
4.1.2.2吸收器的特点
(1) R－C吸收器可随时吸收回路的过电压，当真空断路器切断电
动机或变压器时，R－C的加入可使操作过电压的震荡衰减较快，较好地限制了过电压的幅值和震荡频率。
(2) 因R－C吸收器限制过电压的原理与MOA不同，它不存在残压问题，而是靠操作过电压高频出现后引起容抗(ZＣ=1/(2πfc))降低，增大电容器上电流，来吸收产生过电压震荡的能量，从而限制操作过电压。正常工频工作状态下，电流很小，所以其使用寿命较长。4.1.2.3应用中存在的问题
(1) 采用R－C吸收器，增加了对地电容，将可能影响对高压厂用电系统的接地方式，高压厂用电系统中性点必须经电阻接地或经消弧线圈接地。所以在目前工程中一般采用的高压厂用电中性点不接地的系统，使用R－C吸收器，将改变高压厂用电系统的单相接地保护方式，并需增加中性点接地设备。
(2) 以前国内仅能生产油浸式R－C吸收器，其体积大，安装不方便，维护工作量大，并且存在渗油现象，因此限制了应用。目前国内已能生产干式R－C吸收器，但产品质量尚不过关，出现过电容击穿，甚至R－C吸收器爆炸的情况。
5: 总结
通过对真空断路器操作过电压的几种保护方式的分析和比较
5.1 对于中性点为不接地系统的高压厂用电系统，采用带串(并)联间隙氧化锌避雷器保护操作过电压，简单经济，且基本满足工程设计要求；
5.2 在对电动机相间绝缘要求高的情况下，可考虑采用三相组合式过电压保护器保护或复合保护器；
5.3 对于中性点为经电阻接地系统的高压厂用电系统，建议采用干式R－C阻容过电压吸收器保护。
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
关于主变操作过电压的解释 变压器过电压有大气过电压和操作过电压两类。操作过电压的数值一般为额定电压的2——4．5倍，而大气过电压则可达到额定电压的8—12倍。变压器设汁的绝缘强度—般考虑能承受2.5倍的过电压。因此超过2．5倍的过电压，不论哪—种过电压都有可能使变压器绝缘损坏。变胀器内部的电压分布受电压的频率和变压器的电阻、感抗、容抗的影响有很大差异，在工频电压情况下容抗是很大的，由它构成的电路相当于断路，因此，正常情况下变压器内部电压分布只考虑电阻和电感就可以了，其分布基本均匀的。大气过电压或操作过电压基本是冲击波，由于冲击波的频率很高，波前陡度很大，波前时间为１.5μs的冲击波其频率相当于160kHz，因此，在过电压冲击波的作用下，变压器容抗很小，对变压器内部电压的分布影响很大。冲击波作用于变压器绕组时的危害可分成起始瞬间和振荡过程两个阶段来说明。 （1）起始瞬间。当t=0时，绕组的电容起主要作用，电阻和电感的影响可以忽略不计。当冲击波一进入高压绕组，由于有对地电容的存在，绕组每一匝间电容流过的电流不同，起始瞬间的电压分布使绕组首端几匝间出现很大的匝间电压，因此，头几匝的线圈间的绝缘受到严重威胁，最高的匝间电压可达额定电压的50～200倍。 (2)振荡过程。当t>0时，从起始电压分布过渡到最终电压分布的这个阶段，有振荡现象。在此过程中，起作用的不仅有电容，而且还有电感和电阻，在绕组不同的点上将分别在不同时刻出现最大电
位(对地电压)。绕组不同点出现的对地电压可升到2倍的冲击波电压值，绕组对地主绝缘有可能损坏。绕组上的电压分布均匀与否和绕组对地电容和匝间电容的比值大小有关，比值越小绕组上的电容分布越均匀。 为了防止过电压损坏变压器，首先安装避雷器，不使超过绕组绝缘强度的电压幅值作用到绕组上；其次在110kV及以上的变压器上加装静电屏、静电极，采用纠结式线圈等改善匝间电容，尽量使起始电压和最终电比分布均匀，并在t=0~∞其间不产生振荡。
4-1如何确定工厂的供配电电压? 供电电压等级有0.22 KV , 0.38 KV ,6 KV ,10 KV ,35 KV ,66 KV ,110 KV,220 KV 配电电压等级有10KV ,6KV ,380V/220V 供电电压是指供配电系统从电力系统所取得的电源电压.究竟采用哪一级供电电压,主要取决于以下3个方面的因素. 电力部门所弄提供的电源电压. 企业负荷大小及距离电源线远近. 企业大型设备的额定电压决定了企业的供电电压. 配电电压是指用户内部向用电设备配电的电压等级.有高压配电电压和低压配电电压. 高压配电电压通常采用10KV或6KV,一般情况下,优先采用10KV高压配电电压. 低压配电电压等级为380V/220V,但在石油.化工及矿山(井)场所可以采用660V的配电电压. 4—2 确定工厂变电所变压器容量和台数的原则是什么？ 答：（1）变压器容量的确定 a 应满足用电负荷对可靠性的要求。在一二级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当在技术上，经济上比较合理时，主变器选择也可多于两台； b 对季节性负荷或昼夜负荷比较大的宜采用经济运行方式的变电所，技术经济合理时可采用两台主变压器 c 三级负荷一般选择一台猪变压器，负荷较大时，也可选择两台主变压器。（2）变压器容量的确定 装单台变压器时，其额定容量SN应能满足全部用电设备的计算负荷Sc,考虑负荷发展应留有 一定的容量裕度,并考虑变压器的经济运行,即SN>=(1.15~1.4)Sc 装有两台主变压器时,其中任意一台主变压器容量)SN应同时满足下列两个条件: a 任一台主变压器运行时,应满足总计算负荷的60%~70%的要求,即SN=(0.6~0.7)Sc b 任一台变压器单独运行时,应能满足全部一二级负荷Sc(I+II)的要求,即 SN>=Sc(I+II) 4-4 高压少油断路器和高压真空断路器各自的灭弧介质是什么？比较其灭弧性能，各适用于什么场合？ 高压少油断路器的灭弧介质是油。高压真空断路器的灭弧介质是真空。 高压少油断路器具有重量轻，体积小，节约油和钢材，价格低等优点，但不能频繁操作，用于6—35KV的室内配电装置。 高压真空断路器具有不爆炸，噪声低，体积小，重量轻，寿命长，结构简单，无污染，可靠性高等优点。在35KV配电系统及以下电压等级中处于主导地位，但价格昂贵。 4-5、高压隔离开关的作用是什么？为什么不能带负荷操作？ 答：高压隔离开关的作用是隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修及人身安全。但隔离开关没有灭弧装置，因此不能带负荷拉、合闸，不能带负荷操作。 4-6 高压负荷开关有哪些功能？能否实施短路保护？在什么情况下自动跳闸？ 解：功能：隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修及人身安全。 高压负荷开关不能断开短路电流，所以不能实施短路保护。常与熔断器一起使用，借助熔断器来切除故障电流，可广泛应用于城网和农村电网改造。 高压负荷开关上端的绝缘子是一个简单的灭弧室，它不仅起到支持绝缘子的作用，而且其内部是一个汽缸,装有操动机构主轴传动的活塞,绝缘子上部装有绝缘喷嘴和弧静触头。当负荷开始分闸时，闸刀一端的弧动触头与弧静触头之间产生电弧，同时在分闸时主轴转动而带动活塞，压缩汽缸内的空气，从喷嘴往外吹弧，使电弧迅速熄灭。
第4章习题答案 1. 简述可编程序控制器的定义。 答：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储和执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按易于与工业系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。 2. 可编程控制器的基本组成有哪些？ 答：可编程控制器主要由CPU、存储器、基本I/O接口电路、外设接口、编程装置、电源等组成。 3. 输入接口电路有哪几种形式？输出接口电路有哪几种形式？各有何特点？ 答：根据常用输入电路电压类型及电路形式不同，可以分为干接点式、直流输入式和交流输入式。输入电路的电源可由外部提供，有的也可由PLC内部提供。 根据驱动负载元件不同可将输出接口电路分为3种： 1）小型继电器输出形式。这种输出形式既可驱动交流负载，又可驱动直流负载。驱动负载的能力在2A左右。它的优点是适用电压范围比较宽，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力强。缺点是动作速度较慢，动作次数（寿命）有一定的限制。建议在输出量变化不频繁时优先选用，不能用于高速脉冲的输出。 2）大功率晶体管或场效应管输出形式。这种输出形式只可驱动直流负载。驱动负载的能力：每一个输出点为零点几安培左右。它的优点是可靠性强，执行速度快，寿命长。缺点是过载能力差。适合在直流供电、输出量变化快的场合选用。 3）双向晶闸管输出形式。这种输出形式适合驱动交流负载。由于双向可控硅和大功率晶体管同属于半导体材料元件，所以优缺点与大功率晶体管或场效应管输出形式的相似，适合在交流供电、输出量变化快的场合选用。这种输出接口电路驱动负载的能力为1A左右。 4. PLC的工作原理是什么？工作过程分哪几个阶段？ 答：PLC是采用周期循环扫描的工作方式，CPU连续执行用户程序和任务的循环序列称为扫描。CPU对用户程序的执行过程是CPU的循环扫描，并用周期性地集中采样、集中输出的方式来完成的。一个扫描周期主要可分为： 1）读输入阶段。2）执行程序阶段。3）处理通信请求阶段。4）执行CPU自诊断测试阶段。5）写输出阶段。 5. 可编程序控制器可以用在哪些领域? 答：可编程序控制器已经广泛地应用在各个工业部门。主要有以下几个方面： 1）逻辑控制。2）运动控制。3）过程控制。4）数据处理。5）构建网络控制。 6. S7-200系列PLC有哪些编址方式？ 答: 1）位编址2）字节编址3）字编址4）双字编址。 7. S7-200系列CPU224 PLC有哪些寻址方式？
1题型：简答题 题目：什么叫做操作过电压？ 答案：电力系统是由电源、电阻、电感、电容等元件组成的复杂系统，当开关操作，或事故状态引起系统拓扑结构发生改变时，各储能元件的能量重新分配并发生振荡，在设备上将会产生数倍于电源电压的过渡过程的过电压，称为操作过电压。 2题型：简答题 题目：简述电力系统中操作过电压的种类。 答案：（1）空载线路合闸过电压：包括正常空载线路合闸过电压和重合闸过电压； （2）切除空载线路过电压； （3）切除空载变压器过电压； （4）电弧接地过电压。 3题型：单项选择题 题目：以下属于操作过电压的是______。 A、工频电压升高 B、电弧接地过电压 C、变电所侵入波过电压 D、铁磁谐振过电压 答案：B 4题型：简答题 题目：在不同电压等级中起主导作用的操作过电压类型？ 答案：（一）6～10kV，35～60kV：电弧接地过电压； （二）110～220kV：切空载变压器，切除空载线路过电压； （三）330～500kV：合空载线路过电压。 5题型：填空题 题目：要想避免切空线过电压，最根本的措施是__________。 答案：改进断路器的灭弧性能。 6题型：简答题 题目：试说明电力系统中影响切空载线路过电压的因素有哪些？ 答案：（一）断路器的灭弧性能； （二）线路泄漏损耗； （三）中性点运行方式； （四）系统参数。 7题型：简答题 题目：试说明电力系统中限制切空载线路过电压的措施有哪些？ 答案：（一）提高断路器的灭弧性能，减少或避免电弧重燃； （二）在断路器中加装并联分闸电阻； （三）装设避雷器。 8题型：单项选择题 题目：以下几种方法中在抑制切空载线路过电压时相对最为有效的是（）。
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
一、填空题 1、题目：要想避免切空线过电压，最根本的措施是__________。 答案：改进断路器的灭弧性能。 2、题目：将电压大小为U的电源投至具有残压U0的空载线路时，合闸后线路振荡电压的最大幅值可达_________。 答案：2U-U0 3、题目：线路侧装有电磁式电压互感器时，由于其具有__________的功能，从而降低了空载线路重合闸过电压？ 答案：降低线路残余电压 4、题目：对于防雷接地，由于雷电流的幅值较大提高了土壤中的电场强度，若此电场强度超过土壤击穿场强时，在接地体周围的土壤发生局部火花放电，使土壤导电性_____，接地电阻_____。这种效应称为_______。 答案：增大，减小，火花效应。 5、题目：雷电放电的3个阶段中，电流最大的阶段是________。 答案：主放电阶段。 6、题目：空载的变压器在正常运行时表现为一。 答案：激磁电感 7、题目：影响切空载变压器过电压的影响因素有_________和_________。 答案：断路器性能；变压器的参数 8、题目：在中性点不接地系统中限制电弧接地过电压的有效措施是________。 答案：中性点经消弧线圈接地 9、题目：绝缘配合的核心问题是确定各种电气设备的__________。 答案：绝缘水平 10、题目：对220kV及以下电压等级的电气设备，往往用________代替雷电冲击与操作冲击耐压试验。 答案：1min工频耐压试验 11、题目：绝缘配合的主要方法有、和。 答案：惯用法；统计法；简化统计法 12、题目：下行的负极性雷通常可分为3个主要阶段：______、______、______。 答案：先导；主放电；余光 13、题目：对于220kV及以下系统，系统绝缘水平一般可以承受操作过电压冲击，但超高压系统的操作过电压较高，设计时要作________。 答案：操作过电压校验
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
第四章 1．地面落雷密度：一个雷电日每 km2 的地面上落雷的次数（次/雷电日·km 2 ）。落雷密度为单位时间单位面积的地面平均落雷次数 2.保护设备与被保护设备的伏秒特性应如何配合？为什么？答案：保护设备的伏秒特性应始终低于被保护设备的伏秒特性。这样，当有一过电压作用于两设备时，总是保护设备先击穿，进而限制了过电压幅值，保护了被保护设备。 3. ZnO 避雷器的主要优点有哪些？答案：ZnO 避雷器的主要优点有无间隙、无续流、电气设备所受过电压可以降低、通流容量大、ZnO 避雷器特别适用干直流保护和 SF6 电器保护等优点。适于大批量生产，造价低，经济性能好。 4.跨步电压：人的两脚着地点之间的电位差称为跨步电压。(取跨距为 0.8m)工作接地中，对人身安全造成威胁的电位差包括接触电位差和跨步电位差人所站的地点与接地设备之间的电位差称为接触电势 5.内部过电压倍数：内部过电压倍数：内部过电压幅值与最大运行相电压幅值之比。 6.【简答题】什么叫做操作过电压？答案：电力系统是由电源、电阻、电感、电容等元件组成的复杂系统，当开关操作，或事故状态引起系统拓扑结构发生改变时，各储能元件的能量重新分配并发生振荡，在设备上将会产生数倍于电源电压的过渡过程的过电压，称为操作过电压。电力系统由于操作从一种稳定工作状态通过震荡转变到另一种工作状态的过渡过程所产生的过电压称为操作过电压。 7.简述电力系统中操作过电压的种类。答案：①间歇电弧接地过电压②空载变压器分闸过电压③空载线路分闸过电压④空载线路合闸过电压一种是计划性的合闸操作，另一种是自动重合闸操作⑤电力系统解列过电压 8.在不同电压等级中起主导作用的操作过电压类型？答案：（一）6～10kV，35～60kV：电弧接地过电压；（二）110～220kV：切空载变压器，切除空载线路过电压；（三）330～500kV：合空载线路过电压。 9.电弧接地过电压：在中性点绝缘的电网中发生单相接地时，将会引起健全相得电压升高到线电压。如果单相接地为不稳定的电弧接地，即接地点的电弧间歇性地熄灭和重燃，则在电网健全相和故障相上将会产生很高的过电压，一般把这种过电压称为电弧接地过电压。 10.影响电弧接地过电压的因素有哪些？答案：（一）电弧熄灭与重燃时的相位；（二）系统的相关参数（相间电容、线路损耗）；（三）中性点接地方式。 11.电弧接地过电压的发展过程和幅值大小都与什么有关？答案：电弧过电压的发展过程和幅值大小都与熄弧的时间有关，存在两种熄弧时间：（1）电弧在过渡过程中的高频振荡电流过零时即可熄灭（2）电弧要等到工频电流过零时才能熄灭 12.什么叫做截流？答案：流过电感的电流在到达自然零点前被断路器强行切断，称为强制熄弧，使得储存在电感中的磁场能量被强迫转化为电场能，导致电压的升高。当采用灭弧能力很强的断路器切断很小的励磁电流时，工频励磁电流的电弧可能在自然过零前被强制熄灭，甚至电流在接近幅值 m I 时被突然截断，这就是断路器的截流现象。 13.为什么说切空载变压器容易发生截流现象？答案：切断 100A 以上的交流电流时，电弧通常都是在工频电流自然过零时熄灭的；但当被切断的电流较小时（空载变压器的激磁电流很小，一般只是额定电流的 0.5％～4％，约数安到数十安），电弧提前熄灭，亦即电流会在过零之前就被强行切断。 14.断路器的性能和变压器的参数是怎么影响切空变压器的？答案：切断小电流电弧时，性能差的断路器，由于切断电流能力不强，切除空载变压器时过电压较低；而切除小电流电弧时性能好的断路器，由于切流能力强，切除空载变压器过电压较高。另外，当断路器的灭弧能力差时，切流后在断路器触头间容易引起电弧重燃，而这种电弧重燃与切空线相反，使变压器侧的电容中电场能量向电源释放，从而降低了过电压。使用相同断路器，即使是在相同的截流能力下，当变压器的电容越大和电感越小时，过电压会降低。 15.如何限制切空载变压器的过电压？答案：（一）在断路器的变压器侧加装阀式避雷器。（二）在断路器的主触头上并联一线性或非线性电阻。（三）需频繁进行变压器的分合闸操作的场合可采用：在电弧炉变压器的低压绕组侧并接三相整流电路，直流回路中接有大容量电解电容。 16.在不同电压等级中起主导作用的操作过电压类型？答案：（一）6～10kV，35～60kV：电弧接地过电压；（二）110～220kV：切空载变压器，切除空载线路过电压；（三）330～500kV：合空载线路过电压。
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过电压引起设备烧毁事故的原因分 析及处理标准版本 操作指导：该操作规程文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时必须遵循的程序或步骤。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 【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的原因,并提出了一些解决的办法。 1事故过程 固原西吉新营35KV变电站额定容量为 1800KVA，变压器接线方式为Y/Y。型。变电站母线接有三台JDJJ2-35型电压互感器，接线方式为 Y/Y。20xx年9月10日建设投运，时隔一周以后，系统出现单相接地故障，持续时间为20分钟，恢复后，发现DTSD341电能表烧毁，经查电压互感器中性点与地网之间电压1200V，控制盘表一相近似零
操作过电压产生的影响因素及其限制措施 摘要：操作过电压是内部过电压的一种，是由于对电力设备的操作，突然改变了系统的运行状态，使系统发生电磁振荡，因此就产生了高于系统本身运行的电压等级，这种很高的电压对电力系统稳定运行会带来很大的危害。要保证电力系统的稳定运行，必须弄清楚电力系统存在过电压的根本原因，并针对不同的原因采取不同的抑制措施是很有必要的。文章就简要分析过电压产生的影响因素及其限制措施。 关键词：操作过电压；影响因素；限制措施；管理防范 我国正处在经济高速发展的时期，对电量的需求量特别大，电力建设是现阶段非常重要的一个任务，电力建设的好坏直接影响着我国经济的发展速度，可以这样说，电力建设就是我国各行业经济发展的命脉，为经济持续高速增长提供可靠保证，掌控着国家的一切活动顺利开展。“十二五”期间，我国的电力需求量增速变化了，预计应该在10%上下，这些年大规模扩展电网，全国电力建设联网运行以及智能电网的出现，使得系统的结构和运行方式便得越来越复杂，增加了发生系统性事故和导致大面积停电的概率，在现代化要求的电力系统网络建设中，保证电力系统稳定性和可靠性已经成为电力系统正常运行的最重要的问题。 操作过电压高于正常运行电压，大于原先设备设计的电压等级的额定绝缘水平，会对电力系统设备的绝缘带来极大的危害，从而影响电力系统设备的正常运行，如果该设备是电网中的重要设备，会对整个电网运行的稳定行和可靠性有极大的影响，而且操作过电压由于系统改变的需求，所以操作过电压时常发生。为了保证电力系统运行的稳定性和可靠性必须在各方面考虑操作过电压，分析其产生原因，并找到相应的解决方法来限制操作过电压，从而将危害抑制到最小，使电力系统能够更稳定的运行，为国民经济的发展提供可靠保证。 1 操作过电压产生的原因 电力系统由电源、电感、电阻、电容等元件组成的复杂系统网络。当这个网络系统内部有开关或是系统出现突发性的事故时，电力系统拓扑网络结构将会发生很大的改变，将从一种稳定的状态变化到另一种稳定的状态，在变化过程中，各个储能元件的能量重新分配，系统将发生L、C振荡，从而可能在某些重要的设备上，甚至可能在全部系统中出现很高数量级的过电压，进而危及电网安全运行，使系统中绝缘薄弱部位被击穿。操作过电压有许多种类，常见的操作过电压有以下几种，电弧接地过电压；合闸空载线路过电压；切除空载线路过电压；切除空载变压器过电压等。这些过电压的产生都与鱼电力系统元件的电感，电容的参数配合及能量转换密切相关。 2 操作过电压影响因素 操作过电压有很多钟，常见的有上文提到的几种，每种过电压产生的本质原因都是一样的——系统状态改变使能量重新分配发生振荡。但不同的操作过电压
第四章变配电所及其一次系统 4-1如何确定工厂的供配电电压 供电电压等级有KV , KV ,6 KV ,10 KV ,35 KV ,66 KV ,110 KV,220 KV 配电电压等级有10KV ,6KV ,380V/220V 供电电压是指供配电系统从电力系统所取得的电源电压.究竟采用哪一级供电电压,主要取决于以下3个方面的因素. 电力部门所弄提供的电源电压. 企业负荷大小及距离电源线远近. 企业大型设备的额定电压决定了企业的供电电压. 配电电压是指用户内部向用电设备配电的电压等级.有高压配电电压和低压配电电压。 高压配电电压通常采用10KV或6KV,一般情况下,优先采用10KV高压配电电压. 低压配电电压等级为380V/220V,但在石油.化工及矿山(井)场所可以采用660V的配电电压. 4—2 确定工厂变电所变压器容量和台数的原则是什么答：（1）变压器容量的确定 a 应满足用电负荷对可靠性的要求。在一二级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当在技术上，经济上比较合理时，主变器选择也可多于两台； b 对季节性负荷或昼夜负荷比较大的宜采用经济运行方式的变电所，技术经济合理时可采用两台主变压器 c 三级负荷一般选择一台猪变压器，负荷较大时，也可选择两台主变压器。（2）变压器容量的确定 装单台变压器时，其额定容量SN应能满足全部用电设备的计算负荷Sc,考虑负荷发展应留有一定的容量裕度,并考虑变压器的经济运行,即SN>=~Sc 装有两台主变压器时,其中任意一台主变压器容量)SN应同时满足下列两个条件: a 任一台主变压器运行时,应满足总计算负荷的60%~70%的要求,即SN=~Sc b 任一台变压器单独运行时,应能满足全部一二级负荷Sc(I+II)的要求,即SN>=Sc(I+II) 4-4 高压少油断路器和高压真空断路器各自的灭弧介质是什么比较其灭弧性能，各适用于什么场合高压少油断路器的灭弧介质是油。高压真空断路器的灭弧介质是真空。
变频器过电压产生原因及解决措施 过电压现象在变频器在调试与使用过程中经常会遇到。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 由于过电压产生的原因不同，因而采取的对策也不相同。对于在停车过程中产生的过电压现象，如果对停车时间或位置无特殊要求，那么可以采用延长变频器减速时间或自由停车的方法来解决。所谓自由停车即变频器将主开关器件断开，让电机自由滑行停止。 如果对停车时间或停车位置有一定的要求，那么可以采用直流制动（DC制动）功能。直流制动功能是将电机减速到一定频率后，在电机定子绕组中通入直流电，形成一个静止的磁场。电机转子绕组切割这个磁场而产生一个制动转矩，使负载的动能变成电能以热量的形式消耗于电机转子回路中，因此这种制动又称作能耗制动。在直流制动的过程中实际上包含了再生制动与能耗制动两个过程。这种制动方法效率仅为再生制动的30-60％，制动转矩较小。由于将能量消耗于电机中会使电机过热，所以制动时间不宜过长。而且直流制动开始频率，制
断路器操作过电压及解决方法 1 引言 真空断路器因其具有优良的灭弧性能、优异的频繁操作特性、高电气恢复强度以及结构简单、维护方便、安全可靠等特点，广泛地应用在电力系统中。但由于在截流、重燃或三相同时断开时等原因产生过电压，造成设备损坏，在实际运行中，为限制这种过电压而采用多种保护设备。由于选用不当或者保护性能不适用，运行事故时常发生。本文对此种过电压设备的选用配置提出了粗浅的分析意见，以供同行参考。 2 真空断路器操作过电压的产生及原因分析 真空断路器在开断高压感应电动机等感性负载时，所产生的过电压有三种类型：即截流过电压、多次重燃过电压、三相同时开断过电压。分析这三种过电压的产生原因及特点，对正确地选用保护设备有重大的作用。 2.1 截流过电压 真空断路器有较好的熄弧性能，在开断时，可以使电弧在电流过零前开断，截断电流滞留在电动机或变压器中，此时剩余的能量在电动机或变压器电感绕组和散电容间振荡产生较高过电压。截流过电压有以下特点： (1)截流过电压与真空断路器的截流值，Ic大小有关，截流值越高，过电压值越高； (2)截流只发生在开断小电流时，电流越大，陡度越大，截流值就越小； (3)过电压的震荡频率很高，可达数千Hz，高的频率必然伴随着高的过电压； (4)相对地过电压是按相对地电容和相间电容而分配的，通常相对地过电压为相间的2/3； (5)电动机和变压器容量越小，过电压越高。电动机和变压器容量小，开断电流较小，回路电容小，电感大，因而波阻抗较大，造成过电压数值高； (6)回路的电缆在50~200m范围内过电压最高，而这一长度范围基本是开关柜到电动机或变压器的长度，电缆长度过短时，振荡频率高，熄弧困难，延长了熄弧时间，过电压低；电缆长度长时，回路电容量大，波阻抗下降也会使过电压降低。 2.2 多次重燃过电压 当真空断路器在电流过零前开断，触头的一侧是工频电网电源，一侧是高频振荡产生的过电压。触头间恢复电压为两者之合，在触头开距小、触头间耐压不充分的情况下发生第一次重燃。电源向回路中的电阻充电，出现类似空载长线路合闸的震荡过程。回路的参数决定了重燃的高电流频率高达数千Hz。这使得重燃的振荡电压高于截流电压，这种震荡过程直至绝缘介质的恢复强度超过电压恢复速度才终止。多次重燃过电压的特点： (1)陡度大，幅值高； (2)变压器和电机绕组的电压分布上，过电压陡度和频率关系很大，这种过电压对匝间绝缘威胁很大。 2.3 三相同时开断过电压
变压器过电压产生的原理 变压器是电网变换电压和传送电能的电气设备，是电网向用户供电的载体，变压器的安全可靠运行情系万家灯火。然而在电网运行中由于诸多原因会产生过电压，而变压器的绝缘水平相对比较薄弱，在变压器损坏的原因中，过电压造成损坏的概率最大。在电网运行中因某种原因产生过电压，必将导致变压器的损坏，其绝缘水平主要由雷电击耐受电压和工频耐受电压来决定。 过电压系指对绝缘有危险的突然电压升高，这种非正常的电压升高，其幅值可达设备额定电压的几倍以上，严重威胁变压器绝缘的安全，若过电压持续时间较长，必将造成变压器的损坏。为确保电网运行中变压器的安全，除选用优质的变压器外，还要对变压器设置合理有效的过电压保护措施。 电力系统的过电压一般可分为暂时过电压(工频过电压、谐振过电压、弧光接地过电压)、操作过电压、雷电过电压等。暂时过电压主要由单相接地故障、谐振等引起的。谐振过电压是电网中电气设备发生故障，或频繁操作设备引起电网中电感和电容匹配而构成谐振回路，在一定条件激发下产生电能、磁能转换而引起的过电压，如是变压器的励磁电感和对地电容产生的铁磁谐振，其引起的过电压会更高。弧光接地过电压系因系统发生单相接地故障，在接地点因弧光放电而引起的过电压。
操作过电压系因电网状态的突变而引起电磁场能量的急剧变化，或投切大容量设备，或是对设备的操作失误等而引起能量快速释放时产生的过电压。主要表现在空载线路、变压器的开断和重合闸等。 雷电过电压是大气中带有大量正电荷雷云与带负电荷雷云相遇时，发生雷云放电而引起的过电压。雷电过电压可分为直击雷过电压和感应过电压。直接雷过电压是雷云直接对设备、构件等导体的放电产生的，而感应过电压则是电磁场的急剧变化而产生的。
过电压分为几类 过电压分为几类 1、过电压是指工频下交流电压均方根值升高，超过额定值的10%，并且持续时间大于1分钟的长时间电压变动现象。 2、过电压分外过电压和内过电压两大类。 （1）外过电压：又称雷电过电压、大气过电压。由大气中的雷云对地面放电二次过电压保护器而引起的。分直击雷过电压和感应雷过电压两种。雷电过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性，故常称为雷电冲击波。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。 （2）内过电压：电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压。有暂态过电压、操 作过电压和谐振过电压。暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压，又称工频电压升高。常见的有： ①空载长线电容效应（费兰梯效应）。在工频电源作用下，由于远距离空载线路电容效应的积累，使沿线电压分布不等，末端电压最高。 ②不对称短路接地。三相输电线路a相短路接地故障时，b、c 相上的电压会升高。 ③甩负荷过电压，输电线路因发生故障而被迫突然甩掉负荷时，由于电源电动势尚未及时自动调节而引起的过电压。 操作过电压是由于进行断路器操作或发生突然短路而引起的衰减较快持续时间较短的过电压，常见的有： ①空载线路合闸和重合闸过电压。 ②切除空载线路过电压。