高壓過(guò)電壓防護(hù)

電力系統(tǒng)的過(guò)電壓及其防護(hù)

過(guò)電壓是怎樣形成的？它有哪些危害？一般來(lái)說(shuō)，過(guò)電壓的產(chǎn)生都是由于電力系統(tǒng)的能量發(fā)生瞬間突變所引起的。過(guò)電壓分為外部過(guò)電壓和內(nèi)部過(guò)電壓。如果是由外部直擊雷或雷電感應(yīng)突然加到系統(tǒng)里所引起的，叫做大氣過(guò)電壓或叫做外部過(guò)電壓；如果是在系統(tǒng)運(yùn)行中，由于操作故障或其他原因所引起系統(tǒng)內(nèi)部電磁能量振蕩、積聚和傳播，從而產(chǎn)生的過(guò)電壓，叫做內(nèi)部過(guò)電壓。不論是大氣過(guò)電壓還是內(nèi)部過(guò)電壓，都是很危險(xiǎn)的，均可能使輸、配電線(xiàn)路及電氣設(shè)備的絕緣弱點(diǎn)發(fā)生擊穿或閃絡(luò)，從而破壞電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。電力系統(tǒng)的過(guò)電壓及其防護(hù)

電力系統(tǒng)的過(guò)電壓：超過(guò)正常運(yùn)行電壓并可使電力系統(tǒng)的絕緣或保護(hù)設(shè)備損壞的危險(xiǎn)電壓。分為：外部過(guò)電壓和內(nèi)部過(guò)電壓1、外部過(guò)電壓雷云放電產(chǎn)生的過(guò)電壓分為:直擊雷過(guò)電壓、感應(yīng)過(guò)電壓、侵入波過(guò)電壓2、內(nèi)部過(guò)電壓電力系統(tǒng)內(nèi)部因操作或發(fā)生故障，使系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化所引起的過(guò)電壓，其能量來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部，幅值與最大工作相電壓有一定比例關(guān)系。分為：工頻過(guò)電壓、操作過(guò)電壓及諧振過(guò)電壓18世紀(jì)初，富蘭克林等物理學(xué)家已經(jīng)揭示了“閃電就是電”的本質(zhì)，而隨著物理學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，人們對(duì)雷電這一自然現(xiàn)象有了更深刻的認(rèn)識(shí)。雷電產(chǎn)生的雷電流高達(dá)數(shù)十、甚至數(shù)百千安，會(huì)引起巨大的電磁效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)。從電力工程的角度來(lái)看，最值得我們注意的兩個(gè)方面是：雷電放電在電力系統(tǒng)中引起很高的雷電過(guò)電壓，它是造成電力系統(tǒng)絕緣故障和停電事故的主要原因之一；產(chǎn)生巨大電流，使被擊物體炸毀、燃燒、使導(dǎo)體熔斷或通過(guò)電動(dòng)力引起機(jī)械損壞。電力系統(tǒng)的外部過(guò)電壓雷云的形成機(jī)理有凍結(jié)起電、水滴分裂起電理論。大水滴分裂成水珠和細(xì)微的水沫，出現(xiàn)電荷分離現(xiàn)象，大水珠帶正電，小水沫帶負(fù)電，細(xì)微水沫被上升氣流帶往高空，形成大片帶負(fù)電的雷云。雷云下部局部正電荷區(qū)。

雷云中的電荷分布雷云的形成先導(dǎo)放電當(dāng)云團(tuán)中E>E空=20-30V/cm，空氣游離最后成為導(dǎo)電通道。先導(dǎo)放電:分級(jí)先導(dǎo),發(fā)展50m左右,間隙30-90us。主放電階段：先導(dǎo)放電達(dá)到地面后開(kāi)始主放電。主放電電流大約從幾十kA至幾百kA，速度(7-50)％光速，時(shí)間<100us，同時(shí)產(chǎn)生閃電、雷鳴。余輝放電:云中殘余電荷沿雷電通道繼續(xù)流向大地，形成余輝放電，電流為1000-10A，時(shí)間約30-150ms雷閃放電過(guò)程第一次主放電箭狀先導(dǎo)第三次主放電

雷電放電的發(fā)展過(guò)程及雷電流波形雷云放電具有多重性雷電放電就其本質(zhì)而言是一種超長(zhǎng)氣隙的火花放電雷電放電是雷云引起的放電現(xiàn)象，其放電過(guò)程和長(zhǎng)間隙不均勻電場(chǎng)中的放電過(guò)程相同。

雷云對(duì)地放電大多數(shù)情況下都是重復(fù)的，每次放電都有先導(dǎo)放電和主放電兩個(gè)階段。當(dāng)先導(dǎo)發(fā)展到達(dá)地面或其他物體，如輸電線(xiàn)、桿塔等時(shí)，沿先導(dǎo)發(fā)展路徑就開(kāi)始了主放電階段，這就是通常看見(jiàn)的閃電，也就是雷電放電的簡(jiǎn)單過(guò)程。雷電參數(shù)-從雷電過(guò)電壓計(jì)算和防雷設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，值得注意的雷電參數(shù)有雷暴日及雷暴小時(shí)雷電流幅值雷電流的計(jì)算波形雷電放電的基本過(guò)程

雷電放電的計(jì)算模型雷電過(guò)電壓的形成

電力系統(tǒng)的外部過(guò)電壓(二)直接雷擊過(guò)電壓雷擊于地面上接地良好的物體雷擊于導(dǎo)線(xiàn)或檔距中央避雷線(xiàn)(三)感應(yīng)雷擊過(guò)電壓雷擊于線(xiàn)路附近大地或接地的線(xiàn)路桿塔頂部等，在絕緣的導(dǎo)線(xiàn)上引起感應(yīng)過(guò)電壓。感應(yīng)過(guò)電壓與直擊雷過(guò)電壓的極性相反。電力系統(tǒng)的外部過(guò)電壓先導(dǎo)放電階段,雖然有束縛電荷的存在,但是由于負(fù)電荷移動(dòng)較慢,故線(xiàn)路上產(chǎn)生的電流較小,相應(yīng)的電壓也較小,可忽略。主放電階段,負(fù)電荷迅速被中和,束縛的正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)使導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地形成一定電壓,而雷電流產(chǎn)生的磁通在導(dǎo)線(xiàn)也感應(yīng)出一定電壓。這兩者之和就是感應(yīng)雷擊過(guò)電壓，分別稱(chēng)為雷擊過(guò)電壓的靜電分量和電磁分量。電力系統(tǒng)的外部過(guò)電壓

雷擊點(diǎn)距導(dǎo)線(xiàn)距離s>65m時(shí)，

感應(yīng)過(guò)電壓與成正比,與S成反比。一般不超過(guò)500kv，對(duì)35kV及其以下的水泥桿線(xiàn)路可能會(huì)引起閃絡(luò)事故，對(duì)110kV及其以下的線(xiàn)路，一般不會(huì)引起閃絡(luò)事故。外部過(guò)電壓及防雷防護(hù)

電力系統(tǒng)的防雷保護(hù)包括了線(xiàn)路、變電所、發(fā)電廠等各個(gè)環(huán)節(jié)。線(xiàn)路過(guò)電壓包括直擊雷過(guò)電壓和感應(yīng)雷過(guò)電壓。

耐雷水平：在繞擊或反擊過(guò)電壓作用下,引起線(xiàn)路緣子鏈發(fā)生50％閃絡(luò)概率的雷電流幅值。

雷擊跳閘率：在40個(gè)雷暴日情況下，每100km線(xiàn)路每年因雷擊引起的線(xiàn)路跳閘次數(shù)。輸電線(xiàn)路防雷性能用耐雷水平和雷擊跳閘率來(lái)衡量。架空輸電線(xiàn)路防雷保護(hù)1、采用中性點(diǎn)不接地方式:桿塔自然接地（自動(dòng)重合閘）2、雷電活動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū),絕緣子可提高一級(jí)電壓等級(jí).3、高土壤地區(qū)，除自然接地外，可適當(dāng)增加人工接地體。35-60KV線(xiàn)路的防雷保護(hù)不沿全線(xiàn)架設(shè)避雷線(xiàn)1、采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式2、裝設(shè)自動(dòng)重合閘

3-10KV線(xiàn)路的防雷保護(hù)

線(xiàn)路的雷害事故往往只導(dǎo)致電網(wǎng)工況的短時(shí)惡化；變電所的雷害事故就要嚴(yán)重得多，往往導(dǎo)致大面積停電。變電設(shè)備得內(nèi)絕緣水平往往低于線(xiàn)路絕緣，而且不具有自恢復(fù)功能，一旦發(fā)生擊穿，后果十分嚴(yán)重。變電所的防雷保護(hù)與輸電線(xiàn)路相比，要求更嚴(yán)格、措施更嚴(yán)密、可靠。變電所中出現(xiàn)的雷電過(guò)電壓的兩個(gè)來(lái)源：

1)雷電直擊變電所；

2)沿輸電線(xiàn)入侵的雷電過(guò)電壓波。發(fā)電廠及變電所的防雷保護(hù)湖北省電力公司生產(chǎn)技能培訓(xùn)中心

閥式避雷器保護(hù)作用的分析

裝設(shè)閥式避雷器是變電所對(duì)入侵雷電過(guò)電壓波進(jìn)行防護(hù)的主要措施,它的保護(hù)作用主要是限制過(guò)電壓波的幅值。但是還需要有“進(jìn)線(xiàn)段保護(hù)”與之配合。閥式避雷器的保護(hù)作用基于三個(gè)前提：1)它的伏秒特性與被保護(hù)絕緣的伏秒特性有良好的配合2)它的伏安特性應(yīng)保證其殘壓低于被保護(hù)絕緣的沖擊電氣強(qiáng)度 3)被保護(hù)絕緣必須處于該避雷器的保護(hù)距離之內(nèi)。閥式避雷器是用來(lái)保護(hù)發(fā)、變電設(shè)備的主要元件。在有較高幅值的雷電波侵入被保護(hù)裝置時(shí)，避雷器中的間隙首先放電，限制了電氣設(shè)備上的過(guò)電壓幅值。在泄放雷電流的過(guò)程中，由于碳化硅閥片的非線(xiàn)性電阻值大大減小，又使避雷器上的殘壓限制在設(shè)備絕緣水平下。雷電波過(guò)后，放電間隙恢復(fù)碳化硅閥片非線(xiàn)性電阻值又大大增加，自動(dòng)地將工頻電流切斷，保護(hù)了電氣設(shè)備。

問(wèn)題：閥式避雷器保護(hù)作用和原理是什么？

臨近變電所1-2km一段線(xiàn)路上加強(qiáng)防雷保護(hù)的措施，提高線(xiàn)路的耐雷水平，減少進(jìn)線(xiàn)段內(nèi)繞擊和反擊的概率。進(jìn)線(xiàn)段的作用：1）雷電過(guò)電壓波在流過(guò)進(jìn)線(xiàn)段時(shí)因沖擊電暈而發(fā)生衰減和變形，降低了波前陡度和幅值；2）限制流過(guò)避雷器的沖擊電流幅值不超過(guò)5kA,陡度不超過(guò)允許值.架設(shè)方式：對(duì)那些未沿全線(xiàn)架設(shè)避雷線(xiàn)的35kV及以下的線(xiàn)路來(lái)說(shuō),首先在靠近變電所(1-2km)的線(xiàn)段上加裝避雷線(xiàn),使之成為進(jìn)線(xiàn)段;對(duì)于全線(xiàn)有避雷線(xiàn)的110km及以上的線(xiàn)路,將靠近變電所的一段長(zhǎng)2km的線(xiàn)路劃為進(jìn)線(xiàn)段。在進(jìn)線(xiàn)段上,加強(qiáng)防雷措施、提高耐雷水平。

變電所的進(jìn)線(xiàn)段保護(hù)

電力系統(tǒng)防雷保護(hù)由1-2km避雷線(xiàn)和避雷器F1、F2組成。1-2km長(zhǎng)度進(jìn)線(xiàn)段：限制避雷器中雷電流不超過(guò)5KA的要求。

F1:一般線(xiàn)路不裝，如為木桿或木橫擔(dān)線(xiàn)路才裝。

F2：雷雨季節(jié)線(xiàn)路斷路器或隔離開(kāi)關(guān)可能經(jīng)常處于斷開(kāi)狀態(tài)，而線(xiàn)路又帶電時(shí)，應(yīng)裝設(shè)，重雷區(qū)也宜裝設(shè)。圖3-5

電力系統(tǒng)內(nèi)部過(guò)電壓及其限制

電力系統(tǒng)操作過(guò)電壓

電力系統(tǒng)工頻過(guò)電壓

電力系統(tǒng)諧振過(guò)電壓1、定義：在電力系統(tǒng)內(nèi)部，由于斷路器的操作或系統(tǒng)發(fā)生故障，使系統(tǒng)參數(shù)了發(fā)生變化，引起電磁能量的轉(zhuǎn)化或傳遞，在系統(tǒng)中出現(xiàn)的過(guò)電壓。2、類(lèi)型：（1）操作過(guò)電壓（2）工頻電壓升高（3）諧振過(guò)電壓3、特點(diǎn)：（1）過(guò)電壓的能量來(lái)源于電網(wǎng)本身（2）過(guò)電壓的幅值與電網(wǎng)的工頻電壓大致有一定的倍數(shù)關(guān)系，通常以系統(tǒng)的最高運(yùn)行相電壓為基礎(chǔ)計(jì)算過(guò)電壓倍數(shù)K。（3）過(guò)電壓持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)電力系統(tǒng)內(nèi)部過(guò)電壓的概念電力系統(tǒng)內(nèi)部過(guò)電壓分類(lèi)圖解1、產(chǎn)生：系統(tǒng)中對(duì)斷路器的操作而帶來(lái)的過(guò)電壓。其過(guò)電壓倍數(shù)K的大小和持續(xù)時(shí)間與電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，斷路器的性能，系統(tǒng)的接線(xiàn)方式及運(yùn)行操作方式有關(guān)。K一般為3～42、類(lèi)型：（1）空載線(xiàn)路合閘過(guò)電壓（2）切除空載線(xiàn)路過(guò)電壓（3）切除空載變壓器過(guò)電壓（4）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中弧光過(guò)電壓操作過(guò)電壓的產(chǎn)生及類(lèi)型1、220KV及以下系統(tǒng)的絕緣水平由雷閃過(guò)電壓決定操作過(guò)電壓對(duì)設(shè)備絕緣的威脅不大，可不采取專(zhuān)門(mén)的限制措施2、對(duì)于220KV以上的超高壓、特高壓系統(tǒng)其絕緣水平如果按（3～4）Umph的操作過(guò)電壓來(lái)考慮，其絕緣費(fèi)用將大幅度增加，因此必須采取措施限制操作過(guò)電壓在一定水平下。操作過(guò)電壓對(duì)系統(tǒng)的影響1、計(jì)劃合閘（正常合閘）電源對(duì)電容充電的過(guò)程無(wú)阻尼（忽略R）線(xiàn)路上的電壓E——合閘時(shí)電源電勢(shì)瞬時(shí)值，是一個(gè)隨機(jī)量，取決于合閘時(shí)刻。最嚴(yán)重時(shí)刻t=0時(shí),E=Em當(dāng)

實(shí)際上線(xiàn)路有電阻損耗和過(guò)電壓及產(chǎn)生的電暈損耗，振蕩是衰減的合空載線(xiàn)路時(shí)的等值電路(a)等值電路；(b)簡(jiǎn)化后的等值計(jì)算電路空載線(xiàn)路合閘過(guò)電壓電力系統(tǒng)操作過(guò)電壓自動(dòng)重合閘線(xiàn)路出現(xiàn)故障時(shí)保護(hù)跳閘后，經(jīng)自動(dòng)重合閘裝置進(jìn)行合閘操作。此時(shí)線(xiàn)路上存在殘余電壓，產(chǎn)生的過(guò)電壓比計(jì)劃合閘更嚴(yán)重?？紤]最嚴(yán)重的情況：假設(shè)合閘時(shí)電源電壓為+Em，殘余電壓為-Em

則振蕩過(guò)程中電容上的最大電壓為：Uc=穩(wěn)態(tài)值＋（穩(wěn)態(tài)值－起始值）

=Em＋[Em－（－Em）]=3Em影響過(guò)電壓的因素合閘相位；殘余電荷；斷路器合閘的不同期；回路損耗；電容效應(yīng)限制過(guò)電壓的措施（1）限制工頻電壓升高（2）斷路器觸頭并電阻（3）消除線(xiàn)路上的殘余電荷（4）裝設(shè)避雷器1、產(chǎn)生的原因：斷路器電弧重燃造成的，特別是油斷路器在切斷空載小電流時(shí)，會(huì)發(fā)生電弧重燃現(xiàn)象。2、討論斷路器觸頭兩端的恢復(fù)電壓UAB

第一種:當(dāng)開(kāi)關(guān)觸頭間去游離能力強(qiáng)，抗電強(qiáng)度恢復(fù)快，則電弧熄滅，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓．第二種可能：如果開(kāi)關(guān)性能差，恢復(fù)電壓UAB比開(kāi)關(guān)觸頭間的抗電強(qiáng)度恢復(fù)得快，則將發(fā)生電弧重燃。3、過(guò)電壓幅值計(jì)算：過(guò)電壓幅值=穩(wěn)態(tài)值＋（穩(wěn)態(tài)值－起始值）

=Em＋[Em－（－Em）]=3Em過(guò)電壓的大小與電弧重燃的次數(shù)成正比。切除空載線(xiàn)路過(guò)電壓

切空載線(xiàn)路過(guò)電壓的發(fā)展過(guò)程

t1一第一次斷??；t2一第一次重燃；t3一第二次斷??；t4一第二次重燃；t5一第三次斷弧電力系統(tǒng)操作過(guò)電壓影響過(guò)電壓的主要因素（1）斷路器的性能（2）電網(wǎng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式（3）接線(xiàn)方式的影響（4）線(xiàn)路側(cè)電磁式電壓互感器過(guò)電壓的限制措施

選用滅弧能力強(qiáng)的快速斷路器

采用帶并聯(lián)電阻的斷路器降低觸頭間的恢復(fù)電壓、避免重燃。

利用避雷器來(lái)保護(hù)

ZnO或磁吹避雷器安裝在線(xiàn)路首端和末端，能有效地限制這種過(guò)電壓幅值。

1、產(chǎn)生過(guò)電壓的原因：開(kāi)關(guān)斷開(kāi)小空載電流的“截流”現(xiàn)象造成的?！敖亓鳌笔侵鸽娏髟诜亲匀贿^(guò)零時(shí)被強(qiáng)行切斷，此時(shí)變壓器線(xiàn)圈中的磁場(chǎng)能量，將轉(zhuǎn)化為變壓器對(duì)地電容中的電場(chǎng)能量，從而在變壓器繞組上產(chǎn)生過(guò)電壓。2、過(guò)電壓的大小及特點(diǎn)（1）

ZT——變壓器特性阻抗，可達(dá)幾萬(wàn)歐。i0

一般只有幾安到幾十安，切除空載變壓器的等效電路則Um可達(dá)上百萬(wàn)伏舉例：i0=20AZT=50kΩ則Um=20×50=1000KV（2）特點(diǎn)：此過(guò)電壓由于變壓器電感中貯存的能量不大，過(guò)電壓屬于短暫的高頻振蕩波，對(duì)絕緣的影響與雷電波相似，可以用閥型避雷器來(lái)保護(hù)．幅值高，頻率高，但持續(xù)時(shí)間短，能量小。切除空載變壓器過(guò)電壓斷續(xù)電弧接地過(guò)電壓中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中的單相接地電流(電容電流)較大，接地點(diǎn)電弧將不能自熄，而以斷續(xù)電弧的形式存在，就會(huì)產(chǎn)生另一種嚴(yán)重的操作過(guò)電壓——斷續(xù)電弧接地過(guò)電壓.這種過(guò)電壓的發(fā)展過(guò)程和幅值大小都與熄弧的時(shí)間有關(guān)。存在兩種熄弧時(shí)間：電弧在過(guò)渡過(guò)程中的高頻振蕩電流過(guò)零時(shí)即可熄滅電弧要等到工頻電流過(guò)零時(shí)才能熄滅電力系統(tǒng)操作過(guò)電壓按工頻電流過(guò)零時(shí)熄弧的理論所作的分析結(jié)論是：1）兩健全相的最大過(guò)電壓倍數(shù)為3.5；2）故障相上不存在振蕩過(guò)程,最大過(guò)電壓倍數(shù)=2.0。長(zhǎng)期以來(lái)大量試驗(yàn)研究表明：故障點(diǎn)電弧在工頻電流過(guò)零時(shí)和高頻電流過(guò)零時(shí)熄滅都是可能的。一般來(lái)說(shuō)，發(fā)生在大氣中的開(kāi)放性電弧往往要到工頻電流過(guò)零時(shí)才能熄滅；而在強(qiáng)烈去電離的條件下，電弧往往在高頻電流過(guò)零時(shí)就能熄滅。電弧的燃燒和熄滅會(huì)受到發(fā)弧部位的周?chē)劫|(zhì)和大氣條件等的影響，具有很強(qiáng)的隨機(jī)性質(zhì)，因而它所引起的過(guò)電壓值具有統(tǒng)計(jì)性質(zhì)。對(duì)付這種過(guò)電壓，最根本的防護(hù)辦法就是不讓斷續(xù)電弧出現(xiàn)，可以通過(guò)改變中性點(diǎn)接地方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

(一)采用中性點(diǎn)有效接地方式這時(shí)單相接地將造成很大的單相短路電流，斷路器將立即跳閘，切斷故障，經(jīng)過(guò)一段短時(shí)間歇讓故障點(diǎn)電弧熄滅后再自動(dòng)重合。如能成功，可立即恢復(fù)送電；如不能成功，斷路器將再次跳閘，不會(huì)出現(xiàn)斷續(xù)電弧現(xiàn)象。(二)采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式采用中性點(diǎn)有效接地方式雖然能解決斷續(xù)電弧問(wèn)題，但每次發(fā)生單相接地故障都會(huì)引起斷路器跳閘，大大降低了供電可靠性。當(dāng)單相接地流過(guò)故障點(diǎn)的電容電流不大時(shí)，不能維持?jǐn)嗬m(xù)電弧長(zhǎng)期存在，因而可采用中性點(diǎn)不接地的方式；當(dāng)電網(wǎng)的電容電流Ic達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，單相接地點(diǎn)的電弧將難以自熄，需要裝設(shè)消弧線(xiàn)圈來(lái)加以補(bǔ)償，方能避免斷續(xù)電弧的出現(xiàn)。

防護(hù)措施

1、工頻過(guò)電壓的產(chǎn)生：系統(tǒng)正常運(yùn)行或故障時(shí)產(chǎn)生。2、特點(diǎn)：（1）過(guò)電壓倍數(shù)不大，對(duì)正常絕緣的電氣設(shè)備一般無(wú)危險(xiǎn)（2）在超高壓輸電中是確定系統(tǒng)絕緣水平的重要因素

a、工頻電壓升高將直接影響操作過(guò)電壓的幅值。

b、工頻電壓升高是決定保護(hù)電器（避雷器）工作條件的重要因素。（3）工頻電壓升高持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),對(duì)設(shè)備的絕緣不利。3、形式：（1）空載長(zhǎng)線(xiàn)路末端電壓升高（2）不對(duì)稱(chēng)短路引起的工頻電壓升高（3）甩負(fù)荷引起的工頻電壓升高電力系統(tǒng)工頻過(guò)電壓1、輸電線(xiàn)路的等值電路：2、首端與末端電壓之比為：對(duì)于無(wú)窮大容量的系統(tǒng)可以證明：式中：α—相位常數(shù)，α=0.06°/KM

l—線(xiàn)路長(zhǎng)度即說(shuō)明線(xiàn)路末端電壓高于首端電壓，線(xiàn)路越長(zhǎng)，末端電壓越高，這種現(xiàn)象是由于電容性充電電流造成的，稱(chēng)為電容效應(yīng)?？蛰d長(zhǎng)線(xiàn)路電容效應(yīng)引起的電壓升高沿線(xiàn)路的工頻電壓按余弦規(guī)律分布

式中：Xs—系統(tǒng)電源的等值阻抗

Z—導(dǎo)線(xiàn)的波阻抗可見(jiàn)，電源容量越小，電抗越大，工頻電壓升高越嚴(yán)重，即電源電抗的存在相當(dāng)于使線(xiàn)路變長(zhǎng)了。系統(tǒng)電源容量對(duì)電容效應(yīng)的影響1、系統(tǒng)發(fā)生單相或兩相接地故障時(shí)，非故障相（健全相）上工頻電壓將升高（閥式避雷器的滅弧電壓是以此升高值決定）2、分析單相接地（以A相接地為例）：利用對(duì)稱(chēng)分量法可以求出：（推導(dǎo)從略）式中：—接地系數(shù)零序電抗的大小與系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式有關(guān)（1）對(duì)于3～10KV系統(tǒng)（中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)）：由線(xiàn)路容抗決定，為負(fù)值。則的值比稍大。即：健全相上電壓為1.1倍線(xiàn)電壓選110%避雷器：如10KV避雷器的滅弧電壓為（220KV及以下系統(tǒng)的最高工作電壓按1.15Un確定）即選FZ—10/12.7的避雷器（2）對(duì)于35～60KV中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)為正值，健全相上電壓接近線(xiàn)電壓選100%避雷器：如35KV避雷器的滅弧電壓為1.0X1.15Un=1.15X35=40.25KV即選FZ—35/41避雷器不對(duì)稱(chēng)短路引起的工頻電壓升高電力系統(tǒng)工頻過(guò)電壓（3）110～220KV為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)一般健全相上電壓不大于1.4倍相電壓。約80%線(xiàn)電壓。（4）330KV及以上超高壓系統(tǒng)系統(tǒng)中全部變壓器中性點(diǎn)接地，健全相電壓升高為0.75倍線(xiàn)電壓以下。考慮電容效應(yīng)：線(xiàn)路首端選80%避雷器，末端選90%避雷器甩負(fù)荷引起的工頻電壓升高當(dāng)發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷時(shí)，將造成線(xiàn)路工頻電壓升高此種過(guò)電壓的計(jì)算較復(fù)雜，在此只引出一些結(jié)論性概念運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：220KV及以下電網(wǎng)一般不需要采取特殊措施限制；

220KV及以上需要采取限制措施。工頻電壓升高的限制措施1、利用并聯(lián)電抗器補(bǔ)償空載線(xiàn)路的電容效應(yīng)。2、利用靜止補(bǔ)償器調(diào)節(jié)系統(tǒng)無(wú)功，控制系統(tǒng)電壓。3、采用降低輸電線(xiàn)路零序阻抗的方法電力系統(tǒng)諧振過(guò)電壓一、產(chǎn)生諧振過(guò)電壓的原因由于系統(tǒng)中存在著大量的電容電感元件，在系統(tǒng)進(jìn)行操作或發(fā)生故障時(shí)，這些電容電感元件可能形成各種不同自振頻率的振蕩回路，在外電源的作用下發(fā)生諧振現(xiàn)象，造成某些元件上出現(xiàn)諧振過(guò)電壓。二、諧振過(guò)電壓的特點(diǎn)諧振過(guò)電壓是一種穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象，存在的時(shí)間較長(zhǎng),對(duì)電氣設(shè)備絕緣的危害大。三、諧振的類(lèi)型由于系統(tǒng)中的電阻電容元件可以認(rèn)為是線(xiàn)性的，而電感則可能是線(xiàn)性的、非線(xiàn)性的或作周期性變化的，按電感的類(lèi)型不同，諧振分為1、線(xiàn)性諧振2、參數(shù)諧振3、鐵磁諧振四、線(xiàn)性諧振過(guò)電壓1、L和C為常數(shù)2、交流電源的頻率等于自振頻率，ω＝ω。，則感抗等于容抗（ＸＬ＝ＸＣ），電路阻抗達(dá)到最小，電流很大，在Ｌ和Ｃ上出現(xiàn)過(guò)電壓。電力系統(tǒng)諧振過(guò)電壓串聯(lián)諧振

諧振的條件如圖串聯(lián)電路中，電路的阻抗為發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)阻抗的虛部為零，即或諧諧振角頻率和諧振頻率（固有頻率）分別為結(jié)論：諧振頻率由電路結(jié)構(gòu)參數(shù)決定。串聯(lián)電路的諧振頻率由C、L決定，與R無(wú)關(guān)。

1.諧振時(shí)電路的特點(diǎn)阻抗為最小值(Z=R)，電流為最大值(I=U/R)

2.特性阻抗ρ和品質(zhì)因數(shù)Q品質(zhì)因數(shù)Q的定義：為了維持諧振電路中的電磁振蕩，激勵(lì)源必須不斷供給能量以補(bǔ)償電路中電阻損耗的能量。與諧振電路所儲(chǔ)存電磁場(chǎng)總能量相比，每振蕩一次電路消耗能量愈減