電力系統(tǒng)過電壓研究新進(jìn)展(2013博士班講座)

1、P 1武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 電力系統(tǒng)過電壓研究新進(jìn)展P 2武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 目 錄1、 概 述2、配電網(wǎng)過電壓 2.1 配電網(wǎng)的內(nèi)部過電壓 2.1.1 配電網(wǎng)中的鐵磁諧振過電壓 2.1.2 配電網(wǎng)中的電弧接地過電壓 2.1.3 配電網(wǎng)中的CVT過電流現(xiàn)象 2.1.

2、4 配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償系統(tǒng)操作電磁暫態(tài)現(xiàn)象 2.1.5 配電網(wǎng)中心點(diǎn)的接地方式 P 3武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 2.2 配電網(wǎng)的雷電過電壓 2.2.1 配電網(wǎng)的雷電侵入波過電壓 2.2.2 配電網(wǎng)的輸電線路雷電過電壓 3、高壓電網(wǎng)過電壓 4、超高壓電網(wǎng)過電壓 4.1 超高壓電網(wǎng)的內(nèi)部過電壓 4.1.1 超高壓電網(wǎng)的工頻過電壓 4.1.2 超高壓電網(wǎng)中的潛供電流與恢復(fù)電壓 4.1.3 超高壓電網(wǎng)的操作過電壓 P 4武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)

3、研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 4.2 超高壓電網(wǎng)的雷電過電壓 4.2.1 雷擊輸電線路桿塔的雷電過電壓 4.2.2 雷電繞擊輸電線路的雷電過電壓 4.2.3 變電站雷電侵入波過電壓 5、特高壓電網(wǎng)過電壓P 5武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 1、概 述 在電力系統(tǒng)中，由于雷電、電磁能量的轉(zhuǎn)換會使系統(tǒng)電壓產(chǎn)生瞬間

4、升高，其值超過電氣設(shè)備的最高工頻運(yùn)行電壓，這就是過電壓。 過電壓會造成電氣設(shè)備的絕緣損壞、使系統(tǒng)供電中斷等重大事故。 電力系統(tǒng)過電壓，研究各種過電壓產(chǎn)生的機(jī)理，及相應(yīng)的電氣設(shè)備保護(hù)和限制過電壓的措施，并對系統(tǒng)中電氣設(shè)備絕緣水平提出相應(yīng)的要求。 電力系統(tǒng)過電壓按其不同的能量來源可分為兩大類。一類為雷電過電壓，即雷擊電力系統(tǒng)或雷擊電力系統(tǒng)附近地區(qū)而形成的系統(tǒng)電壓升高；另一類為內(nèi)部過電壓，由于電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部在故障和開關(guān)操作時(shí)，發(fā)生電磁振蕩所引起的系統(tǒng)電壓升高。 P 6武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSU

5、LATION RESEARCH INSTITUTE 雷電過電壓分為直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓兩種。電力系統(tǒng)防雷工 作分兩方面： 1）輸電線路防雷，雷擊桿塔的直擊雷防護(hù)和雷電繞擊導(dǎo)線的防護(hù)； 2）變電站侵入波防護(hù)，進(jìn)線段和避雷器保護(hù)。 內(nèi)部過電壓按其持續(xù)作用的時(shí)間，可分穩(wěn)態(tài)性質(zhì)的暫時(shí)過電壓和暫態(tài)性 質(zhì)的操作過電壓兩種。暫時(shí)過電壓作用時(shí)間可達(dá)秒級以上，其形式有工頻 過電壓和諧振過電壓；操作過電壓的持續(xù)作用時(shí)間一般為幾毫秒至幾十毫秒， 但在特殊條件下，可能產(chǎn)生納秒級的操作過電壓波。 電力系統(tǒng)過電壓總的可看作為系統(tǒng)發(fā)生的電磁暫態(tài)過程，主要研究方法： 1）理論分析； 2）模擬試驗(yàn)和現(xiàn)場過電壓實(shí)測 ； 3

6、）計(jì)算機(jī)仿真 電磁暫態(tài)仿真計(jì)算平臺EMTP 機(jī)理研究、影響因素分析和防護(hù)措施P 7武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 2、配電網(wǎng)過電壓 配電網(wǎng)的電壓等級有: 6kV 、 10kV 、 35kV 和60kV。 這類電網(wǎng)特點(diǎn)：系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式較復(fù)雜、絕緣水平較低、系統(tǒng)規(guī)模大、電纜線路大量采用。 配電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式有： 中性點(diǎn)不接地方式、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式、中性點(diǎn)經(jīng)中值電阻接地方式、消弧線圈與電阻的組合方式和采用消

7、弧柜接地方式。 正由于這類電網(wǎng)的特點(diǎn)，故系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁暫態(tài)現(xiàn)象較復(fù)雜、輸電線路雷擊跳閘率較高和變電站防雷保護(hù)較困難。P 8武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 2.1.1 配電網(wǎng)中的鐵磁諧振過電壓 配電網(wǎng)發(fā)生鐵磁諧振主要有兩種形式： PT飽和引起的鐵磁諧振 、 斷線引起的鐵磁諧振 配電網(wǎng)一般采用JDZ型電磁式PT，鐵磁諧振會造成熔斷器熔絲頻繁熔斷或燒毀PT的事故。 仿真計(jì)算結(jié)果表明：當(dāng)系統(tǒng)線路較短（線路等值對地電容較小）時(shí)，系統(tǒng)帶母線合閘或線路發(fā)

8、生單相弧光接地自動消失時(shí)，會激發(fā)起基頻諧振或分頻諧振，引起系統(tǒng)過電壓與PT過電流；當(dāng)系統(tǒng)線路較長（線路等值對地電容較大）時(shí)，系統(tǒng)發(fā)生單相弧光接地自動消失時(shí)，其產(chǎn)生的暫態(tài)沖擊會在PT和三相線路對地電容回路中，引發(fā)超低頻振蕩，這會在PT中產(chǎn)生極大的過電流。 2.1 配電網(wǎng)內(nèi)部過電壓 鐵磁諧振過電壓、弧光接地過電壓P 9武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 仿真計(jì)算數(shù)據(jù)表明：對于3PT接線方式，當(dāng)系統(tǒng)突然合閘或單相接地消失時(shí)，系統(tǒng)會發(fā)生諧振或超低頻振蕩

9、。 當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)處于0.3637XCo/ XLe1.8174范圍時(shí)（ XCo是系統(tǒng)對地電容的容抗；XLe是系統(tǒng)額定電壓下的PT勵磁感抗），系統(tǒng)可能發(fā)生基頻諧振，最大諧振過電壓為3.05p.u，最大過電流為0.0571A； 當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)處于0.1212XCo/ XLe0.9087范圍時(shí)，系統(tǒng)可能發(fā)生分頻諧振，最大諧振過電壓為1.96p.u，最大過電流為0.1711A； 當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)處于XCo/ XLe0.091范圍時(shí)，系統(tǒng)可能發(fā)生超低頻振蕩（包括三分之一頻），最大振蕩過電壓為2.00p.u，過電流隨線路對地電容的增大而增加。 當(dāng)系統(tǒng)電容電流20A時(shí)，由超低頻振蕩產(chǎn)生的過電流，就會大于PT高壓熔斷器的熔

10、斷電流（0.5A）。P 10武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 仿真計(jì)算數(shù)據(jù)表明：對于4PT接線方式，其可以有效抑制基頻或分頻諧振； 4PT可以抑制超低頻振蕩過電流，但存在閉口三角形環(huán)流過大的問題，當(dāng)系統(tǒng)電容電流50A時(shí)，由超低頻振蕩引起的閉口三角形繞組中的環(huán)流，就將大于其最大允許電流值(12A)。建議在每組PT的閉口三角形回路中串入功率為200W、阻值100的電阻，就可以限制閉口三角形繞組中的環(huán)流。 PT高壓側(cè)中性點(diǎn)經(jīng)線性電阻或者是非線性電阻

11、（LXQ型消諧器）接地，可以消除諧振以及抑制超低頻振蕩現(xiàn)象。推薦使用LXQ型消諧器，但在系統(tǒng)間歇電弧接地持續(xù)較長或其他惡劣運(yùn)行條件下，它的熱容量問題有待考核。 電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，可以消除諧振以及抑制超低頻振蕩現(xiàn)象。P 11武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 2.1.2 配電網(wǎng)的電弧接地過電壓 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，其表現(xiàn)為在接地電流（即系統(tǒng)的電容電流）過零時(shí)電弧暫時(shí)熄滅，隨后在故障點(diǎn)恢復(fù)電壓作用下，又出現(xiàn)電弧重燃，這種故障點(diǎn)電弧重燃

12、和熄滅的間歇性現(xiàn)象，引起電力系統(tǒng)狀態(tài)瞬間改變，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生電磁振蕩，引起電弧接地過電壓。 電弧的熄滅和重燃時(shí)間是決定電弧接地過電壓的重要因素。 分析電弧接地過電壓產(chǎn)生機(jī)理有：高頻熄弧理論、工頻熄弧理論。 典型的電弧接地過電壓仿真計(jì)算典型波形,見圖2-2和圖2-3。 圖2-2 系統(tǒng)三次重燃產(chǎn)生的典型過電壓波形（依據(jù)高頻熄弧理論)P 12武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 圖2-2中： 在5ms處，即A相正峰值處對地燃弧，系統(tǒng)開始高頻振蕩，

13、在單相接地高頻電流第一個(gè)過零點(diǎn)5.556ms熄弧，這時(shí)由于系統(tǒng)產(chǎn)生了一個(gè)負(fù)的直流分量，它與電源電壓疊加的結(jié)果使得三相電壓波形下移； 在15ms處，A相電壓達(dá)負(fù)峰值處發(fā)生第二次重燃，并在15.554 ms處第二次高頻熄弧，系統(tǒng)產(chǎn)生了一個(gè)正的直流分量，它與電源電壓疊加的結(jié)果使得三相電壓波形開始向上移； 在25ms處第三次重燃，之后A相電壓趨于零，非故障相電壓則按系統(tǒng)線電壓變化。 圖2-3 系統(tǒng)三次重燃產(chǎn)生的典型過電壓波形（依據(jù)工頻熄弧理論）P 13武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION R

14、ESEARCH INSTITUTE 2.1.3 配電網(wǎng)中的CVT過電流現(xiàn)象 一般面向用戶的配電網(wǎng)都采用電磁式的電壓互感器，用以監(jiān)測系統(tǒng)電壓、保護(hù)和計(jì)量。在電磁式電壓互感器中產(chǎn)生過電流，主要是系統(tǒng)中發(fā)生了鐵磁諧振引起的。 而在超高壓變電站的35kV補(bǔ)償系統(tǒng)中，一般采用電容式電壓互感器(簡稱CVT)進(jìn)行測量和保護(hù)。 在超高壓變電站的補(bǔ)償系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)有操作頻繁、系統(tǒng)參數(shù)變化大的特點(diǎn)，流過CVT的暫態(tài)電流很大，從而可能造成CVT熔斷器的熔絲頻繁熔斷。 根據(jù)CVT的特性分析，可能引起過電流的系統(tǒng)操作方式有： 1）系統(tǒng)單相接地故障引起CVT的過電流； 2）系統(tǒng)合閘操作引起CVT的過電流； 3） 35k

15、V無功補(bǔ)償系統(tǒng)操作引起CVT的過電流。P 14武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 1)系統(tǒng)單相接地故障引起CVT的過電流 某35kV補(bǔ)償系統(tǒng)參數(shù)，當(dāng)A相發(fā)生單相接地故障(設(shè)故障點(diǎn)距CVT為5km)時(shí)，流經(jīng)CVT熔斷器過電流的仿真計(jì)算波形如圖2-4所示。 圖2-4 單相接地故障時(shí)流經(jīng)CVT的過電流 圖2-4中，由左到右依次為流經(jīng)B、C 相CVT熔斷器的過電流波形。 由圖可以看出，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，會引起CVT過電流，有可能造成CVT熔斷器

16、熔斷。P 15武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 2) 系統(tǒng)合閘操作引起CVT的過電流 本站主變給補(bǔ)償系統(tǒng)供電操作引起CVT的過電流 根據(jù)某500kV變電站的實(shí)際參數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)A相電壓為峰值時(shí)合閘操作，流經(jīng)CVT的電流波形見圖2-5。 圖2-5 流經(jīng) A、B和C相CVT熔斷器的電流波形 由圖2-5分析可知，進(jìn)行系統(tǒng)合閘操作時(shí)CVT會產(chǎn)生較大的過電流，且持續(xù)時(shí)間很長，有可能造成CVT熔斷器熔斷。(file 徹底修正合閘.pl4; x-var t)

17、c:XX0093-X0001A 0.00.20.40.60.81.0s-12-8-404812AA相熔斷器電流波形(file 徹底修正合閘.pl4; x-var t) c:XX0115-X0001B c:XX0155-X0001C 0.00.20.40.60.81.0s-6-4-20246ABC相熔斷器電流P 16武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 由理論分析可知：合閘操作造成CVT過電流原因是電容電壓不能突變引起的， CVT過電流的大小應(yīng)與施

18、加電壓的瞬時(shí)值有關(guān)，即與合閘相角有關(guān)。當(dāng)合閘相角為0度時(shí)，即A相電源為額定電壓峰值時(shí)合閘，此時(shí)的過電流最大，過電流的持續(xù)時(shí)間也最長；當(dāng)合閘相角為90度時(shí)，此時(shí)電源電壓過零點(diǎn)，過電流最小。 仿真計(jì)算表明，主變漏抗大小對CVT過電流有影響。 當(dāng)考慮加入母線電容進(jìn)行仿真，結(jié)果表明:三相CVT投入合閘操作過電流明顯減小，且對地電容越大，過電流越小。P 17武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 由輸電線路給補(bǔ)償系統(tǒng)供電操作引起CVT的過電流 當(dāng)線路已經(jīng)帶電

19、，由本站進(jìn)行合閘操作對35kV補(bǔ)償系統(tǒng)供電，仿真計(jì)算得到的過電流波形見圖2-6。 圖2-6 帶線路本站對CVT進(jìn)行合閘操作產(chǎn)生的過電流波形 由圖2-6分析可知，這種對CVT進(jìn)行合閘操作產(chǎn)生的過電流，在起始階段有個(gè)尖峰，這是因?yàn)殚L距離傳輸線存在對地電容，合閘瞬間已充電的傳輸線的對地電容對CVT的電容放電會產(chǎn)生一個(gè)高頻的沖擊電流。同樣產(chǎn)生的過電流會造成CVT熔斷器的熔斷。(file CVT模型.pl4; x-var t) c:X0001A-XX0113 1820222426283032msP 18武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN

20、 UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 3）35kV無功補(bǔ)償系統(tǒng)操作引起CVT的過電流 無功補(bǔ)償系統(tǒng)合閘操作時(shí)CVT過電流的仿真計(jì)算波形見圖2-7。 圖2-7 無功補(bǔ)償合閘操作引起的CVT過電流波形 這種合閘操作引起CVT過電流的原因是：無功補(bǔ)償系統(tǒng)合閘操作產(chǎn)生了過電壓，從而引起CVT的過電流。 無功補(bǔ)償系統(tǒng)合閘操作引起的CVT過電流，雖然達(dá)不到CVT投入和經(jīng)輸電線路合閘時(shí)的過電流水平，但仍大于0.5A，持續(xù)時(shí)間較長，有可能致使熔斷器熔斷。(file 咸寧變CVT模型.pl4; x-var t) c:X0001A-X

21、X0129 c:X0001B-XX0151 c:X0001C-XX0191 0.000.020.040.060.080.100.12s-20-15-10-505101520AP 19武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 2.1.4 配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償系統(tǒng)操作引起的電磁暫態(tài)現(xiàn)象 超高壓變電站中35kV無功補(bǔ)償設(shè)備是調(diào)節(jié)電壓、維持電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要設(shè)備，無功補(bǔ)償裝置投切的頻繁性使其經(jīng)常承受操作過電壓和過電流。 35kV無功補(bǔ)償系統(tǒng)操作頻繁，運(yùn)行環(huán)境

22、復(fù)雜，事故頻發(fā)。近年來在電力系統(tǒng)超高壓變電站中發(fā)生了多起無功補(bǔ)償電容器損毀事故，系統(tǒng)安全形勢較為嚴(yán)峻。 無功補(bǔ)償裝置故障產(chǎn)生因素：無功補(bǔ)償裝置的運(yùn)行條件（系統(tǒng)操作產(chǎn)生的電磁暫態(tài)）和無功補(bǔ)償裝置質(zhì)量。 無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行條件研究早已開始，但是側(cè)重點(diǎn)在于理論解釋和定性分析電磁暫態(tài)現(xiàn)象的產(chǎn)生與趨勢，缺乏定量的計(jì)算，無法給出基于過電壓和過電流的無功補(bǔ)償裝置選型與保護(hù)提供依據(jù)。P 20武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 無功補(bǔ)償裝置有感性補(bǔ)償裝置和容性補(bǔ)償

23、裝置。在實(shí)際系統(tǒng)中，容性補(bǔ)償裝置出現(xiàn)的故障概率最高。 對無功補(bǔ)償電容器組操作有兩種形式： 1）對無功補(bǔ)償電容器組進(jìn)行合閘操作 2）對無功補(bǔ)償電容器組進(jìn)行分閘操作 仿真計(jì)算表明： 對無功補(bǔ)償電容器組進(jìn)行合閘操作會產(chǎn)生嚴(yán)重的過電流現(xiàn)象，過電流的大小與電源的合閘相角、串抗率大小、系統(tǒng)阻抗及變壓器運(yùn)行方式、電容器組的容量大小和已經(jīng)投入運(yùn)行的電容器組數(shù)等因素有關(guān)。合閘操作會產(chǎn)生過電流倍數(shù)最大約8倍，過電壓倍數(shù)在1.51.9之間。P 21武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH I

24、NSTITUTE 對無功補(bǔ)償電容器組進(jìn)行分閘操作，由于斷路器的重燃會產(chǎn)生嚴(yán)重的過電壓和過電流現(xiàn)象。斷路器的重燃分單相重燃、兩相重燃和三相重燃。斷路器的三相重燃產(chǎn)生的過電壓和過電流最嚴(yán)重，而且重燃次數(shù)越多產(chǎn)生的過電壓也越高。斷路器的三相三次重燃產(chǎn)生的過電壓可高達(dá)6倍。圖2-8 電容器組合閘操作產(chǎn)生的典型過電壓與過電流波形P 22武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 2.1.5 配電網(wǎng)中心點(diǎn)的接地方式 電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)綜合性的技術(shù)問題，

25、它與系統(tǒng)的供電可靠性、人身安全、設(shè)備安全、絕緣水平、過電壓保護(hù)、繼電保護(hù)、通信干擾(電磁環(huán)境)及接地裝置等問題均有十分密切的關(guān)系。 因此，中性點(diǎn)接地方式的正確選擇，是防止電力系統(tǒng)事故的一項(xiàng)重要技術(shù)措施，是電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的技術(shù)基礎(chǔ)。 配電網(wǎng)直接面向用戶,故系統(tǒng)的供電可靠性是第一位的,所以一般其中性點(diǎn)采用高阻抗接地方式。 目前，我國配電網(wǎng)采用的接地方式就有:中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地、中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈與并聯(lián)電阻接地方式和近段時(shí)期出現(xiàn)的消弧柜系統(tǒng)、ZN05A裝置等。P 23武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSIT

26、Y HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 最近正在審核的國標(biāo)GB50064 交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合設(shè)計(jì)規(guī)范將配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式分為五類： 1）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)； 2）中性點(diǎn)低電阻接地系統(tǒng)； 3）中性點(diǎn)高電阻接地系統(tǒng)； 4）中性點(diǎn)諧振接地系統(tǒng)； 5）中性點(diǎn)諧振-低電阻接地系統(tǒng)。 配電網(wǎng)的單相接地故障電流、配電網(wǎng)的過電壓與中性點(diǎn)接地方式有關(guān)，而單相接地引起的過電壓又是引發(fā)事故的重要原因，故對配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的分析與評估，應(yīng)以配電網(wǎng)的單相接地故障電流、過電壓和供電可靠性為主要考核指標(biāo)。P 24武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢

27、大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 配電網(wǎng)各種中性點(diǎn)接地方式在不同國家的配電網(wǎng)系統(tǒng)中都有應(yīng)用。然而，各個(gè)國家甚至同一個(gè)國家的不同地區(qū)的配電網(wǎng)中性點(diǎn)使用的接地方式都不盡相同，而這主要取決于各系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和傳統(tǒng)做法。 以德國和俄羅斯為代表的一些國家，在配電網(wǎng)系統(tǒng)中廣泛采用了消弧線圈接地方式，即使系統(tǒng)電容電流高達(dá)幾百安培；美國和英國在配電網(wǎng)系統(tǒng)中，采用電阻接地方式居多；日本配電網(wǎng)中性點(diǎn)采用消弧線圈接地、電阻接地、直接接地和不接地等多種接地方式。 我國南方某供電公司10kV配電網(wǎng)中性

28、點(diǎn)采用的接地方式統(tǒng)計(jì)情況，見圖2-9。圖2-9 各種接地方式應(yīng)用統(tǒng)計(jì) P 25武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 如此眾多的接地方式，它們都有著自己明顯的優(yōu)點(diǎn)和相應(yīng)的適應(yīng)性，但有些接地方式的缺點(diǎn)也很突出。 1）配電網(wǎng)中性點(diǎn)采用不接地方式 配電網(wǎng)中性點(diǎn)采用不接地方式的系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，單相接地過電壓水平高，單相接地故障電流較小。而弧光接地過電壓發(fā)生概率高，弧光接地過電壓水平高。 2）配電網(wǎng)中性點(diǎn)采用消弧線圈接地方式 配電網(wǎng)中性點(diǎn)采用消弧線圈

29、接地方式的系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，單相接地過電壓水平較高，單相接地故障電流小。經(jīng)隨調(diào)式消弧線圈接地系統(tǒng)的弧光接地過電壓發(fā)生概率和弧光接地過電壓水平，由消弧線圈裝置的動作響應(yīng)時(shí)間決定。P 26武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 3）配電網(wǎng)中性點(diǎn)采用小電阻接地方式（電阻阻值小于20 ） 配電網(wǎng)中性點(diǎn)采用小電阻接地方式的系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，單相接地過電壓水平低，單相接地故障電流很大。小電阻接地系統(tǒng)的單相接地故障電流很大，繼電保護(hù)裝置在發(fā)生接地故障

30、時(shí)會立即動作，切斷故障線路，發(fā)生弧光接地過電壓的概率很低。 4）配電網(wǎng)中性點(diǎn)采用中值電阻接地方式 （電阻值介于20150 之間 ） 配電網(wǎng)中性點(diǎn)采用中值電阻接地方式的系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，單相接地過電壓水平低，單相接地故障電流大?；」饨拥剡^電壓發(fā)生概率低，弧光接地過電壓水平低。P 27武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 5）配電網(wǎng)中性點(diǎn)采用消弧線圈和中值電阻并聯(lián)的接地方式 這種接地方式是當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，消弧線圈投入補(bǔ)償電容電流，隨后并聯(lián)

31、電阻投入利于故障選線。單相接地故障電流在電阻投入前較小，投入后很大。投入后電流值與投入的電阻值有關(guān)，電阻值越大電流越小。 6）配電網(wǎng)母線采用ZN05A裝置接地方式 配電網(wǎng)母線采用ZN05A裝置接地方式的變電站，其弧光接地過電壓水平取決于ZN05A裝置的響應(yīng)時(shí)間，響應(yīng)時(shí)間慢則過電壓水平高。故障相電壓隨著小電抗器取值的減少而減少。P 28武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 配電網(wǎng)安全、可靠運(yùn)行，對中性點(diǎn)接地方式的期望： 1）系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，保證

32、用戶端三相電壓對稱、不產(chǎn)生電壓暫降、 希望故障能自動消失絕緣恢復(fù)、希望能只切除故障線路； 2）系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，弧光接地過電壓水平較低； 3）系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，能有效選取故障線路； 4）系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，能控制接地電流在安全的范圍內(nèi)； 5）與系統(tǒng)現(xiàn)有的接地方式兼容性強(qiáng)。 配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式，都是圍繞系統(tǒng)發(fā)生單相接地而起作用的！P 29武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 2.2 配電網(wǎng)的雷電過電壓 2.2.1 配電網(wǎng)的雷電侵入波過電壓

33、 輸電線路遭受雷擊后，變電站母線的雷電過電壓水平分別與雷電流的大小、桿塔接地電阻值、母線設(shè)備等效入口電容及其變電站母線的出線數(shù)目等因素有關(guān)。 在配備優(yōu)良防雷保護(hù)裝置的情況下，遭受輸電線路侵入波過電壓作用時(shí)，變電站10kV母線的雷電過電壓水平在40kV左右，正常的設(shè)備絕緣（其沖擊耐受電壓水平為6075kV）能夠承受這種雷電過電壓的作用。 但是，當(dāng)變電站10kV出線斷路器在雷電活動時(shí)由于各種原因開斷時(shí)，就應(yīng)充分考慮雷電侵入波的危害。P 30武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEA

34、RCH INSTITUTE 當(dāng)發(fā)生雷電波入侵時(shí)，會在處于熱備用的斷路器處發(fā)生雷電波的全反射。雷電波的陡度越大，這種全反射的雷電波的危害就越大，可能造成斷路器處絕緣擊穿。 熱備用斷路器處的雷電過電壓 與其至變電站母線避雷器的距離和雷電侵入波的陡度正比關(guān)系。 10kV母線：當(dāng)雷擊線路的雷電流取1.2/50us的波形時(shí)，熱備用斷路器距避雷器100m，作用于熱備用斷路器處的雷電過電壓 達(dá)78.9kV。 2.2.2 配電網(wǎng)的輸電線路雷電過電壓 配電線路上出現(xiàn)的雷電過電壓有兩種形式：直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓。對于35kV及以下的配電線路，大量研究結(jié)果表明感應(yīng)雷過電壓已成為線路雷害跳閘增多的主要原因。P

35、31武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 對于架空配電線路感應(yīng)雷過電壓的防護(hù)包括兩個(gè)方面：從限制感應(yīng)雷過電壓的角度進(jìn)行防護(hù)；從降低感應(yīng)雷過電壓危害的角度進(jìn)行防護(hù)。系統(tǒng)實(shí)際采用的防護(hù)措施包括：安裝線路避雷器、加強(qiáng)線路絕緣和裝設(shè)自動重合閘裝置等。 線路避雷器已經(jīng)在電力系統(tǒng)配網(wǎng)架空輸電線路防雷保護(hù)中得到初步應(yīng)用，并取得了一定效果。但是對具體線路避雷器安裝數(shù)量和安裝位置需仔細(xì)研究。 對降低感應(yīng)雷過電壓，一般觀點(diǎn)認(rèn)為可以在輸電線路上安裝避雷線。 從感應(yīng)雷防

36、護(hù)角度考慮，每6基桿塔安裝一組線路避雷器優(yōu)于架設(shè)避雷線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。P 32武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 3、高壓電網(wǎng)過電壓 高壓電網(wǎng)過電壓亦有雷電過電壓和內(nèi)部過電壓兩種形式。在這介紹兩個(gè)案例。 案例一：某供電局220kV變電站進(jìn)行220kV西竹甲線母線倒閘操作過程中，由于1M母線25441隔離開關(guān)動、靜觸頭沒有夾緊，在拉開2M母線25442隔離開關(guān)時(shí)，隔離開關(guān)拉弧形成的“火球”發(fā)生兩相短路故障。與此同時(shí)，該供電局500kV變電站35k

37、V無功補(bǔ)償系統(tǒng)23C、43C、42C電容器組發(fā)生跳閘故障，故障造成23C電容器爆炸，燒毀整組電容器，43C串抗B相匝間短路燒損三相串抗。 分析： 500kV是系統(tǒng)電源，通過自耦變壓器給220kV系統(tǒng)供電，自耦變壓器的35kV側(cè)帶無功補(bǔ)償系統(tǒng)和變電站負(fù)載。P 33武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 1）電弧“火球”引起220kV側(cè)相間短路，通過電路分析這種相間短路不會引 起35kV側(cè)電壓升高，而是降低，即不會引發(fā)事故 2）電弧“火球”是一種在空氣

38、中燃燒的開放性電弧，電弧是不穩(wěn)定的，隨著工 頻電源的相角而變化，當(dāng)短路電流過零時(shí)會發(fā)生瞬間熄弧現(xiàn)象，這種沖 擊會對系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，可在系統(tǒng)35kV側(cè)電容器出現(xiàn)很高幅值的暫態(tài) 過電壓與過電流。 35kV系統(tǒng)的23C、43C、42C電容器組采用的電抗率不同，前兩組電容器采用的是12%電抗率， 42C電容器組采用的是6%電抗率，電抗率越大其運(yùn)行時(shí)電容器上的工作電壓越高。 仿真計(jì)算表明，電抗率為12%的電容器的過電壓最大值為故障前母線相電壓值的4.121倍，過電流最大值為8.496kA，為其額定電流值的7.192倍。 P 34武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN U

39、NIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 案例二：某供電局500kV變電站的220kV同桿兩回線路的桿塔遭受雷擊， 引起兩回線路的A相同時(shí)發(fā)生沖擊閃絡(luò)，并沿閃絡(luò)通道形成了單相接地故障， 發(fā)生接地故障的同時(shí)引起了變壓器的重瓦斯保護(hù)誤動作，造成了主變壓器的各 側(cè)開關(guān)跳閘。 分析：該500kV主變壓器是三菱公司生產(chǎn)的緊湊型變壓器，當(dāng)變壓器出口 短路電流達(dá)到13kA時(shí)，會產(chǎn)生變壓器中的油流涌動，引起瓦斯保護(hù)誤動作。 很顯然，該事故是雷擊引起系統(tǒng)短路而產(chǎn)生的。通過仿真可以計(jì)算出，該 變電站220kV線路在很大范圍內(nèi)雷擊閃絡(luò)可能引起類

40、似事故發(fā)生，并依據(jù)相關(guān) 概念可提出防止事故發(fā)生的措施。P 35武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 4、超高壓電網(wǎng)過電壓 4.1 超高壓電網(wǎng)的內(nèi)部過電壓 4.1.1 超高壓電網(wǎng)的工頻過電壓 工頻過電壓產(chǎn)生的原因包括：空載長線路的電容效應(yīng)、不對稱接地故障引起的健全相電壓升髙； 工頻過電壓與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、容量、參數(shù)及運(yùn)行方式有關(guān)。一般工頻過電壓的幅值不高，但持續(xù)時(shí)間較長。 工頻過電壓在超、特高壓電網(wǎng)中有重要影響： 直接影響操作過電壓的幅值； 避雷器額定電

41、壓選擇的重要依據(jù)； 影響電氣設(shè)備的耐壓水平。 P 36武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 表4-1 中國各電壓等級電網(wǎng)工頻過電壓倍數(shù)與持續(xù)時(shí)間中國各電壓等級電網(wǎng)工頻過電壓倍數(shù)與持續(xù)時(shí)間 表4-2 各國特高壓系統(tǒng)工頻過電壓水平各國特高壓系統(tǒng)工頻過電壓水平電壓等級1066kV110/220kV330kV500kV750kV1000kV電壓倍數(shù)（ p.u. ）1.731.31.41.31.41.31.41.31.41.31.4持續(xù)時(shí)間2h0.20.5

42、s0.1s0.1s0.1s0.1s國別前蘇聯(lián)日本意大利最高工作電壓（kV ）120011001050工頻過電壓（ p.u. ）1.41.41.35P 37武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 1) 空載長線路的電容效應(yīng) 線路末端電壓與電源電勢的關(guān)系式為： 沿線電壓分布式為： 2) 輸電線路輕載引起的工頻過電壓 當(dāng) U1 =U2 = 時(shí)，線路中間電壓最高，有：20coscoscoscosXXXEUU20coscoscossinpcEEUXZU2co

43、s2cos2lUUP 38武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 3）電網(wǎng)單相接地，健全相電壓值為： 式中Kj1為單相接地系數(shù)，而K值取決于系統(tǒng)零序阻抗與正序阻抗的比值。 4）系統(tǒng)兩相接地，非故障相電壓值為： 式中Kj2為兩相接地系數(shù)。XAOjXAOXCXBUKUKKKUU122)1 (3XAOjXAOXAOXAUKUKKUKKU2123)1211 (P 39武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSIT

44、Y HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 4.1.2 避雷器額定電壓的選擇避雷器額定電壓的選擇 避雷器額定電壓Ur：在動作負(fù)載試驗(yàn)中，能夠耐受10s的最大工頻電壓。 避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓Uc：能夠長期耐受的最大工頻電壓。 對110kV及以上中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)，工頻過電壓 為1.31.4p.u.， 持續(xù)時(shí)間T 0.5s，選擇避雷器額定電壓Ur 。 表4-3 各電壓等級電網(wǎng)中避雷器的額定電壓UrTOVU1.31.4/3TOVmUU電壓等級110/220kV330kV500kV750kV1000kV電壓倍數(shù)（ p.u. ）1.31.41.31.4

45、1.31.41.31.41.31.4額定電壓（kV）100/200300420/444600/648828（889）P 40武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 4.1.3 工頻過電壓限制措施工頻過電壓限制措施 使用高壓并聯(lián)電抗器補(bǔ)償超、特高壓線路電容； 使用良導(dǎo)體地線(或光纖復(fù)合架空地線OPGW)； 使用良導(dǎo)體地線可降低K值（Zr0/Zr1 ），有利于減少單相接地過電壓。 使用線路兩端聯(lián)動跳閘或過電壓繼電保護(hù)； 選擇合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式，以

46、降低工頻過電壓。P 41武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 4.1.2 超高壓電網(wǎng)中的潛供電流與恢復(fù)電壓 在超高壓電網(wǎng)中，為了限制重合閘過電壓，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相電弧接地故障時(shí)，一般操作會采取跳開接地相線路兩側(cè)斷路器的方式來排除故障。 斷路器跳開后由于健全相上的電壓和電流的作用，將會給接地故障點(diǎn)提供感應(yīng)電流。該電流被稱之為潛供電流，或稱作二次電流。 潛供電流以電弧的形式存在，而潛供電流的自熄是單相自動重合閘成功的必要條件。 潛供電流的自熄取決于潛供

47、電流的大小及電弧熄滅后作用于故障點(diǎn)的恢復(fù)電壓。P 42武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 當(dāng)超高壓電網(wǎng)中長線路發(fā)生不對稱開斷時(shí)，健全相線路上的電壓與電流通過相間阻抗傳遞到開斷相上。 若開斷相的故障尚在，則會產(chǎn)生潛供電流，使接地電弧不能熄滅，造成單相重合閘不能成功。 若開斷相上的故障已消失，則會在開斷相上產(chǎn)生感應(yīng)電壓（恢復(fù)電壓）； 若系統(tǒng)參數(shù)配合不當(dāng)，則會引起工頻諧振過電壓； 因此，在超高壓電網(wǎng)中限制不對稱開斷引起的潛供電流、感應(yīng)電壓與諧振，必須

48、采取措施隔斷三相導(dǎo)線的相間聯(lián)系。 實(shí)際超高壓電網(wǎng)中采用中性點(diǎn)帶小電抗并聯(lián)電抗器限制，見下圖：P 43武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 4.1.3 超、特高壓電網(wǎng)的操作過電壓 電力系統(tǒng)中的電容、電感均為儲能元件，當(dāng)操作或故障使其工作狀態(tài)發(fā) 生變化時(shí)，將有過渡過程產(chǎn)生。在過渡過程中，由于系統(tǒng)電源供給能量，而 且儲存在電感中的磁能會在某一瞬間轉(zhuǎn)化為以靜電場能量的形式儲存于系統(tǒng) 的電容之中，所以可能產(chǎn)生數(shù)倍與電源電壓的操作過電壓。 操作過電壓幅值高、

49、持續(xù)時(shí)間短，決定著輸變電設(shè)備的絕緣水平。 超、特高壓電網(wǎng)中可能發(fā)生的主要操作過電壓： 合空載線路過電壓； 電網(wǎng)解列過電壓；切、合空載變壓器過電壓 ； 快速暫態(tài)過電壓； 故障清除過電壓 。P 44武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE （1） 各級電網(wǎng)操作過電壓允許水平 表4-4 中國各電壓等級電網(wǎng)操作過電壓倍數(shù) 表4-5 各國特高壓系統(tǒng)操作過電壓水平電壓等級1066kV110/220kV330kV500kV750kV1000kV操作過電壓（ p.u

50、. ）4.03.02.22.01.81.6(1.7)國別前蘇聯(lián)日本意大利最高工作電壓（kV ）120011001050操作過電壓（ p.u. ）1.61.81.61.71.7P 45武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 在超高壓電網(wǎng)中，合空載線路過電壓是最主要的操作過電壓。 影響這種合閘操作過電壓的主要因素有： 合閘相角（其具有隨機(jī) ，與斷路器觸頭運(yùn)行速度有關(guān)） 電源容量（電源容量小，電源等值漏抗就大，過電壓高） 母線上的出線數(shù)（母線上出線多，過

51、電壓下降） 限制這種合閘操作過電壓的措施有： 降低工頻穩(wěn)態(tài)電壓； 同步合閘（受控合閘）； 氧化鋅避雷器 ； 采用帶合閘電阻的斷路器 ，見下圖：P 46武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUHAN UNIVERSITY HIGH VOLTAGE AND INSULATION RESEARCH INSTITUTE 研究工作表明，對超、特高壓系統(tǒng)的空長線合閘過電壓的限制，若僅使用MOA限制合閘過電壓水平如下表。 因此，對大部分超、特高壓線路僅靠MOA限制合閘過電壓是不夠的。 若使用斷路器合閘電阻及MOA限制合閘過電壓，當(dāng)斷路器合閘電阻阻值 400歐姆，投入時(shí)間10ms ，單段線路長度不超過500km，操作過電壓倍數(shù)在允許范圍之內(nèi)。線路長度相對地過電壓200km 1.8p.u.400-600km1.952.10p.u.P 47武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)研究所WUH