配电网过电压及防护

1、配电网过电压及其防护措施配电网过电压及其防护措施第一节第一节 配电网弧光接地过电压配电网弧光接地过电压 单相接地是运行电网的主要故障形式。在中性点不接地的电网中，单相接地并不改变电源变压器三相绕组电压的对称性，并且接地电流一般也不大，不必立即切除线路中断对用户的供电，运行人员可借接地指示装置来发现故障，并设法找出故障所在及时处理，这就大大提高了供电可靠性。当然，单相接地运行会使非故障相电压升高，但对60kV及以下的电网来说，这不会显著增加投资。因此，我国60kV及以下的电网采用中性点不接地的运行方式。 中性点不接地电网发生单相接地时，通过接地点的电流是非故障相对地电容电流的总和，如图81所示。

2、ExgU取电源电势的有效值 ，可得000jdBCxg00 xgII cos30I sin302 3UC cos303 C U（81） 对于660kV架空线路，每相每千米对地部分电容约为 ，每米的接地电流可按表81作粗略估计。三芯电缆的接地电容电流约为架空线路的25倍，单芯电缆约为50倍。图81 单相接地电路图及相量图（a）电路图 ；（b）相量图50006000pF 表81 单相接地电流的估算值额定电压（kV）单相接地电流（mA/m）无避雷线有避雷线60.02100.03200.06350.100.12600.20 由表81可知，当一个10kV电网的架空线路总长度不超过1000km，一个35kV

3、电网的架空线路总长不超过100km，它们的单相接地电流jdI将分别不超过30A和10A。运行经验 证明，此时 由于电动力和热空气的作用，接地电弧被拉长，一般能够在几秒至几十秒内自行熄灭。当电网总长度更大时， 进一步增大，接地电弧一般不能自熄。 但不论接地电弧能否自熄，实验证明，在 为数安至数百安的范围内，都能产生电弧接地过电压。这是因为接地电流每一次通过零点时，电弧都要有一个暂时性的熄灭，当恢复电压超过其恢复强度时又将再次发生对地击穿。当 太大时，这一暂时性熄灭的时间微不足道，可认为电弧是稳定地燃烧；当 太小时，由于绝缘强度恢复很快，难以再次击穿，所以暂时性熄弧可以转变为永久性熄弧。 而当 为

4、数安至数百安时，电弧暂时性熄灭为工频半个周期左右，伴随着每次的再度击穿，都会引起电网中电磁能的强烈振荡，使非故障相、系统中性点甚至故障相产生过渡过程过电压。我国黑龙江省电力试验研究所在某35kV电网（线路总长231.6km， =27.5A）中无消弧线圈时测得最大过电压为：非故障相 ；中性点 ；故障相 。jdIjdIjdIjdIjdIjdIxg3.16Uxg1.63Uxg2U 博尔格（K.Berger）曾在8.6kV的电网中试验过近千次， ，最大过电压为：非故障相 ；故障相 。他和彼恰（R.Pichard）在50kV电网中（ ）曾测得非故障相最大过电压为 ，超过的 概率为3.8%。皮克（J.K.

5、Peck）等人在140kV、60Hz电网（9221290km， 约为530740A）中曾测得非故障相过电压超过 者为1.3%。比列考夫等人在610kV电网（ ）测得最大过电压为 。综上所述，在6140kV电网中，当 在1.1740A时，电弧接地过电压的最大值一般不超过 ，极个别的可达 。 一、物理过程及数学分析一、物理过程及数学分析 由于产生间歇电弧的具体情况不同，如电弧部位介质（空气、油、固体介质）不同、外界气象条件（风、雨、温度、湿度、气压等）不同，实际过电压发展的过程是极其复杂的。因此，理论分析只不过是对这些极其复杂并具有统计性的燃弧过程进行理想化后作的解释。长期以来，多数研究者认为电弧

6、的jdIjdI1.1 4.5Axg3.5Uxg3.5UjdI20 300Axg3.1Uxg2.8Uxg3UjdI5 100Axg3.1UjdIxg3.1Uxg3.5U 熄灭与重燃时间是决定最大过电压的重要因素。以工频电流过零时电弧熄灭来解释间歇电弧接地过电压发展过程，叫作工频熄弧理论。以高频振荡电流第一次过零时电弧熄灭来解释间隙电弧接地过电压的发展过程，则叫作高频熄弧理论。“高频熄弧”与“工频熄弧”两种理论的分析方法和考虑因素是相同的，但与系统实测值相比较，高频理论分析所得过电压值偏高，工频理论分析所得过电压值则较接近实际情况。故本书中只讨论工频熄弧理论解释间隙电弧接地过电压的发展过程。 假定

7、A相电弧接地，三相电源相电压为eAB、eBC、eAC，工频接地电流为 ，各相对地电压为uA、uB、uC。它们的相互关系和波形见图82所示。设A相电压在幅值 时对地闪络，此时B、C相对地电容C0 上的初始电压为 。由于A相接地，非故障相B、C对地电压uB、uC将过渡到新的稳态瞬时值 。 当回路中的电容从初始电压U0过渡到另一稳态电压UW时，过渡过程中可能出现的最大电压umax可由下式近似求得xg-Uxg0.5Uxg1.5UjdImax0u2wUU（82） tteBeACuCeABeC00uB-1 .51 .50 .5-0 .52 .50 .5-0 .5-1 .52 .50 .5C相A相2 .51

8、 .50 .5-1 .0iduAtt2t1ijdeAB相0图82 间隙电弧接地过电压（工频熄弧理论） 由此得到非故障相对地电压在振荡过程中出现的最高电压为 2 1.50.52.5xgxgxgUUU。 其后，过渡过程很快衰减，B、C相稳定在线电压eAB、eAC运行。同时，接地点通过工频接地电流 jdI，根据矢量图，其相位角比 AE滞后90o。 经过半个周期（t1时），B、C相电压等于-1.5Uxg， 通过零点，电弧自动jdI熄灭，即发生第一次工频熄弧。但在断弧瞬间，B、C相电压各为-1.5Uxg，而A相为零，电网储有电荷 00q=2C ( 1.5)3CxgxgUU ， 这些电荷无处泄漏，于是将在

9、三相对地部分电容间平均分配，形成电网中有直流电压分量 。所以断弧后， 000333C UxgqUxgCC 导线对地稳态电压由各自电源电势和直流电压-Uxg叠加组成。断弧后瞬间，B、C相的电源电势为-0.5Uxg，叠加结果为-1.5Uxg；A 相电源电势为Uxg，叠加结果为零。因此，断弧后瞬间，各相电压初始值与瞬间稳态值相等，不会引起过渡过程。 断弧后，A相对地电压逐渐恢复，再经半个工频周期（t2时），B、C相的电压为-0.5Uxg，A相恢复电压则高达-2Uxg，这时可能引起重燃，其结果使 B、C相电压从初始值-0.5Uxg趋于线电压的瞬时值1.5Uxg，过渡过程最高电压为21.5Uxg-（-0

10、.5Uxg）=3.5Uxg。过渡过程衰减后，B、C相仍稳定在线电压运行。 往后每隔半个工频周期依次发生熄弧和重燃，过渡过程将与上面完全重复，非故障相的最大过电压UBM=UCM=3.5Uxg。故障相的最大过电压UAM=2Uxg。 另外，当电网中为改善功率因素而装有（或Y）接线的电容器组时，一般不会产生严重的间隙电弧过电压。因为在故障相（A相）闪络瞬间，非故障相（B、C相）对A相的相间电容C12将与各自导线对地自电容C0并接在一起，电荷重新分配使得初始电压更接近于稳态电压，从而降低了振荡过电压。参看图82，在第一次重燃前（t2），非故障相C0上的电压为-0.5Uxg，C12上的电压为1.5Uxg，

11、闪络后两者并联，使起始电压变为 ，因而比无C12时更接近1.5Uxg，振 荡振幅和过电压值随之下降。 二、电弧接地过电压的危害及其防止二、电弧接地过电压的危害及其防止120120.51.50.5xgxgxgUC UUCC 在实际电网发生间隙性电弧接地时，熄弧和重燃过程是极其复杂的。另外，尚应考虑线路相间电容的影响、绝缘子串泄漏残留电荷的影响以及网络损耗电阻对过渡过程振荡的衰减作用等。如前所述，实际的过电压倍数最大为3.5，绝大部分均小于3.1。 间隙电弧接地过电压幅值并不太高，对于现代的中性点不接地电网中的正常设备，因为它们具有较大的绝缘裕度，是能承受这种过电压的。但因为这种过电压持续时间长，

12、过电压遍及全网，对网内装设的绝缘较差的老设备、线路上存在绝缘弱点，尤其是直配电网中绝缘强度很低的旋转电机等都将存在较大的威胁，在一定程度上影响电网的安全运行，我国曾多次发生间隙电弧过电压造成的停电事故。因此，仍应对电弧接地过电压予以重视，防止电弧接地过电压的危害，使电气设备绝缘良好，为此应作好定期预防性试验和检修工作，运行中并应注意监视和维护工作（例如清除严重污垢等）。 三、消弧线圈对电弧过电压的作用三、消弧线圈对电弧过电压的作用 如上所述，接地电流每次过零点后，由于恢复电压超过介质恢复强度而多次重复击穿，就会产生较高的过电压。有了消弧线圈之后，恢复电压上升的速度可大为减低，从而对消弧有利。我

13、们计算一下此时的恢复电压。参看图83的单相等值电路，图中g是考虑消弧线圈的损耗以及导线对地泄露和电晕等损耗后的等值电导。-UxgLg3C0K图83 补偿网络单相接地故障相恢复电压计算图补偿网络的阻尼率为 303gCIgdIC（83） 消弧线圈的脱谐度为 202=1-（84） 式中，为电源角频率； 0013C L为电路自振荡角频率。 当单相接地电流过零时，电弧熄灭，相当于图83中断路器K断开，于是点2 的地电位以 0变化，其变化规律也就是补偿网络中性点电位u0的变化规律。设电源电压的最大值为Um， u0随时间的变化可写成熄弧后，原故障相的电源电压为00( )cos()tmu tU et （85）

14、 ( )cos()me tUt（86） 在上两式中， 是在电流零值瞬间，由电导所决定的相角， 接近于零； 06gC是等值电路的衰减系数， 12d。 故障相对地的恢复电压为00( )( )( )cos()cos()thmu te tu tUtet（87） 一般补偿网络中的 是很小的，所以 01(1)2， 上式可改写为 2( )cos()cos()2dthmtu tUtet（88） 显然，如果是全补偿网络， ，则故障相的恢复电压仅仅由于泄露损耗作用使上式衰减项逐渐减小，故障相对地电压才能恢复至相电压，如图84（a）所示。网络的阻尼率d是很小的，所以恢复电压上升速度是很缓慢的。当 时，恢复电压呈迫频

15、性质，如图84（b）所示，其迫振频率为 ，此时恢复电压上升的速度也远较无消弧线圈时 （参看图82）缓慢。0002( b )( a )图84 故障相恢复电压曲线为了求恢复电压包络线 ( )hbut，我们可将式（88）改写为复数形式()()2( )Re(1)djtjthmu tU ee （89） 将上式中 ()()2(1)djtjtmU ee 乘以它的共轭量，取实数部分后再开方， 即得恢复电压的包络线()()()()22( )Re(1)(1)djtdjtjtjthbmmutU eeU ee 212cos2d td tmtUee（810） 令 Sd，上式可写成 22( )12cos2d td thb

16、mutSd teeU（811） 图85画出了不同 Sd值时的一组包络线，比较这些曲线可知，d为定值时随v的减小，ubh的幅值和增长速度均减小，有利于接地电弧的熄灭。8432143211.51.00.50hbmUUdt0d 图85 在不同比值v/d 时恢复电压的包络线 根据以上分析可知，消弧线圈的存在可使恢复电压大为减缓，从而有利于接地残流电弧的熄灭。但实际测量证明，接地残流电弧远不是在电流第一次通过零点时就熄灭的，有时电弧可存在几秒钟之久。这是因为熄弧后经过半个迫振周期 0，由于恢复电压幅值达到最大（接近2mU），而往往再度发生击穿， 此时在非故障相上所产生的过电压就和中性点没有消弧线圈时相仿

17、了。在某些情况下，消弧线圈的存在甚至可使电弧接地过电压升高，这是因为从暂时熄弧的瞬间到恢复到电压最大值这段时间较长，这就增加了原来电弧通道的去游离时间，因而就更加可能使原弧到再恢复电压最大时这一最不利的时刻才发生击穿，而且消弧线圈的存在使接地电弧在通过高频振荡电流的零点时熄灭的可能性增大，这也可使过电压增大。 消弧线圈的存在，虽然不能减低电弧接地过电压的最大值，甚至在某些情况下可使过电压值更大，但因它可使电弧存在的时间大为缩短，所以重燃的次数就大为减少，这就使得高幅值过电压出现的概率减少，尤其在调谐良好的情况下更是如此。 有消弧线圈时，电弧接地过电压的典型实测值如下：前述我国黑龙江省某35kV

18、电网当装上消弧线圈时，在调谐良好的情况下，最大过电压非故障相为2Uxg；在严重过补偿时v=-(3.713.1)，非故障相为4.5Uxg，故障相为4.37Uxg， 中性点为2.75Uxg，即分别比无消弧线圈时高。我国重庆110kV电网测得最大过电压为3.2Uxg。诺豪斯在60100kV电网内测得159个值，其最大值为3Uxg，有3.8%超过2.5Uxg。比列考夫测得最大过电压与无消弧线圈时近似一样，但大幅值过电压的概率减小。 鉴于此，同时考虑到电弧接地过电压不会对正常绝缘造成危害，所以我国规程不建议用消弧线圈作为降低电弧接地过电压的措施。 但消弧线圈仍然有其重要的作用，这是因为当接地电弧不能发生

19、自熄时，电弧可能波及非故障相导线，从而造成相间短路的事故跳闸。此外，当电网发生单相接地故障时，为了要判明故障发生在哪条线路（或母线）上，常常要拉开或合上多条线路。在断路器动作过程中，当接地电弧发生重燃时产生过电压，也可能导致非故障相闪络形成双重接地，并对断路器也不利。在 超过30A（310kV或35kV及以上电网）时，应当装设消弧线圈。jdI 谐振回路由不带铁芯的电感元件（如输电线路的电感、变压器的漏抗）或励磁特性接近的带铁芯的电感元件（如消弧线圈，其铁芯中有气隙）和系统中的电容元件所组成。在正弦电源作用下，当系统自振频率与电源频率相等或接近时，可能产生线性谐振。iuLuCuRRe(t)CL图

20、86 线性回路 图86所示是由线性电阻、电容和电感元件组成的串联谐振回路，设图中电源电动势 ( )cos()e tEt，若以电容C上的 电压Uc为自变量，则回路的微分方程为2220022cos()cccd uduuEtdtdt（812） 其解为10202222222000( )cossincos()(1)4tcEu teE AtAtt（813）上两式中， 2RL回路的阻尼率； 01LC忽略损耗电阻R时的回路的自振角频率；2200计及损耗电阻R时的回路的自振角频率；12202tg，A1、A2是与回路初始条件有关的 积分常数。 式（813）右边第一项是uc(t)的暂态分量，它与回路值有关，值越大，

21、衰减越快。理论上讲，若=0，暂态分量将永远不消失。实际上L、C元件本身有损耗，所以暂态分量经过一定时间后是要消失的。电力系统的平均值约为16，即自由分量在 5个周波之后下降到原来的20%，因为 而在1516个周波后，暂态分量可以认为已衰减为零。其第 二项是uc(t)的稳态分量，其幅值为16 0.10.2tee，2222222000(1)4CEU（814） 我们这里讨论的谐振是指稳态，不包括暂态，因而下面只对稳态值进行分析。A、=0时（1） 0，即回路中 1CLXXLC，此时回路为容性工作状态，因为 0，所以uc与电源同相位。其幅值 20220CUEE，如图87中 00曲线在 001区间所示。

22、0 .60 .20 .3E2 .01 .0UC3 .02 .01 .000000 .1220/图87 不同参数条件下的谐振曲线（2） 0，即 CLXX，回路 处于谐振状态， CU将出现最大值 .maxCU ，如图87中 曲线在 0001点所示。 （3） 0，即 CLXX，回路 为感性工作状态。 ，Uc与电源反相，其幅值 20220CUE。 Uc仍有可能大于E，如图87中 00曲线在 01区间所示。 B、 0时 （1） 0时， 12CEUERC，如图87中 00曲线在 01点所示的UC值。（2） 0，欲求此时 UC最大值UC.max，可将 0看作变量， 对式（813）求导数，得 20012()时

23、，会出现最大值.max20021()CEU（815） 如图 87中 00的各条曲线也显示出相应的UC.max值。由式（815）知，线性谐振过电压仅有 012LRC决定。 如要求工频电压 .max1.3CUE，则应有 00.42，即 0.84LRC。 电力系统运行中可能出现的线性谐振，除了空载线路及不对称接地故障时的谐振之外，还有消弧线圈补偿网络的谐振及某些传递过电压的谐振等，分析方法雷同，不再详述。第三节第三节 配电网铁磁谐振过电压配电网铁磁谐振过电压 在电力系统中，为了监测发电厂、变电站母线对地电压，通常在发电机或变电站母线上接有电压互感器，并且其一次绕组接成星形，中性点直接接地。这样，当进

24、行某些操作时（例如中性点绝缘系统非同期合闸或接地故障消失后），电压互感器的激磁阻抗与系统的对地电容形成非线性谐振回路，由于回路参数及外界激发条件的不同，可能造成分频、工频或高频铁磁谐振过电压。经统计，电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压是中性点不接地系统中最常见、造成事故最多的一种内部过电压，严重地影响供电安全，必须高度重视。 一、基波谐振过电压一、基波谐振过电压 谐振回路是由带铁芯的电感元件（如空载变压器、电压互感器）和系统的电容元件组成。因铁芯元件的饱和现象，使回路的电感参数是非线性的。这种含有非线性的电感元件回路，在满足一定谐振条件时，会产生铁磁谐振（非线性 谐振），并且有很多特有的性质

25、。 分析由电阻R、电容C及非线性电感L组成的串联电路合闸于正弦电压 时的情况（见图88），以便理论上认识铁磁谐振现象的存在及其特征。( )sinu tUtiuLuCRu(t)CL图88 含有非线性电感的电路电路微分方程为1sindiRidtUtdtC整理得22sinddiiRUtdtCdt（816） 非线性电感电流i与磁链之间是非线性关系，这类非线性方程是无法获得精确的解析解的，近似解的一般形式可写成1( )cossin()sin()nmttn tm t（817） 式中，1基频磁链； nn次谐波磁链，n1； m谐振时伴随的m次谐波磁链，m1； n的初始相位角； m的初始相位角。 当基波谐振时，

26、1n，1m，故式（817）可写成(t)= 1cost，因而-i特性曲线具有有效值关系，可应用图解法进行分析。先略去图87电路中电阻R，作非线性电感L的伏安特性（-i特性）曲线UL=f(L)和电容C伏安特性UC=f(I)，如图89所示。设UL=f(L)与UC=f(I)有交点，即铁芯线圈的初始电感L0满足。这样，在电感未饱和时，电路的自振频率低于电源频率；而在饱和时，电感值下降，使回路自振频率等于或接近电源频率，这是产生基波谐振的必要条件。dnpmLUf(I)CUf(I)U=f(I)UmUKII01a1a1a2a2a2a3a图89 串联铁磁谐振电路的特性曲线由于回路元件的总压降 U应与电源电势 E

27、平衡，则有LCEUUU ，因 LU和 CU反相，故有 LCEUUU （818） U=f(I)曲线见图89。根据电势平衡条件，在一定E作用下，电路出现三个平衡点1、2和3。这就说明非线性电感电路微分方程解的多值性。我们用小偏离法分析这三个工作点的稳定性。 对于1点来说，若回路中的电流由于某种扰动而又微小增加，沿U曲线偏离1点到1点，则外加电势将小于总电压降U，迫使电流减小到原来平衡点1；相反，若扰动使电流又微小下降，到 点，则外加电势E将大于回路上的总电压降U，使电流增加回到1点，可见平衡点1是稳定的。用同样的方法可说明平衡点3也是稳定的。而2点则不一样，当回路中的电流有微小扰动，稍微增加，2移

28、至2，外加电势将大于U，使电流继续增大，以至到达新的稳定平衡点3为止；若扰动使电流稍有减小，2点移至 ，则外加电势E不能维持总压降，使回路电流继续减小，直到稳定点1为止。可见2点经不起任何微小的扰动，是不稳定的，不能成为回路的实际工作点。 当外加电势由零逐渐增加时，回路工作点将由零点逐渐上升到m点，然后突变到 n点，回路电流将由感性（XLXC）突变为容性（XLUC，整个回路是电感性的，这时作用在电感和电容上的电压不高，电流也不大，回路处于正常的非谐振状态；当电路工作点由1跃变到3点时，UCUL，回路变为电容性的，回路电流急剧增大，已越过Ik值，而使电容和电感上都出现较高的过电压，此时非线性电感

29、回路已处于谐振状态。但由于电感的非线性，当电流越过Ik而继续增大时，感抗L进一步下降，使回路中的感抗和容抗自动错开，所以铁磁谐振过电压的幅值受非线性所限制，一般不超过电源电压的三倍。 在外电势较小时，EUm时，回路只有一个稳定的谐振工作点，不需要外激发就处于谐振状态，称为自激现象。 当计及回路电阻时，常用图解法分析谐振电路。在基波铁磁谐振时有22()LIUEIRC（819） 上式中，第二项 22()( )EIRU I是以原点为中心，以E和E/R 为半轴的椭圆，如图810所示。图中，电阻R1UL，回路电流属于电容性。22IE (IR )CI(E )CICIECI LUE0-E2(R)1a2a3a

30、1(R)2RR = 01RREI 图810 铁磁谐振电路的图解法 由图810和式（819）可知，当回路损耗电阻R较小，即R 1C时，回路损 耗对谐振幅值影响不大。当R增大时，不仅减小了谐振范围，并且限制了过电压幅值。当R增大到一定数值时，回路只有一个稳定工作点（相当于1点），这时的电阻称为临界电阻。超过临界电阻值时，它使回路不能 产生基波谐振。因而增大回路损耗电阻是限制谐振过电压的有效措施之一。 通过以上对基波铁磁谐振分析可知，它与线性谐振是有明显差异的，体现在以下几个方面： （1）线性谐振的参数条件是 ，基波铁磁谐振则为 ，对于一定的L0值，在很大的C值范围内（即 ）都可能产生谐振。 （2）

31、线性谐振与电源电势的大小及回路的瞬间变化无关。但铁磁回路中，若施加电势EL 铁磁谐振却是由激发而产生的，并伴随有反倾现象。在三相系统中，反倾（或称反相）可能使工频三相相序改变（由正序变为反序），从而使小容量电动机反转。 （4）在线性谐振中的损耗电阻对限制过电压起决定作用，而铁磁谐振中限制过电压的主要因素是非线性电感本身的严重饱和。 最后再把产生铁磁谐振的条件归纳如下： （1）在含有非线性电感元件回路中，产生几次谐波谐振的必要条件是 ，或写成01/3C0），传递电压很高，于是互感器铁芯饱和，电感减小，会出现L=1/3C0）的状态，产生并联谐振。这对电源U0来说，相当于开路，即U0值全部加到低压侧

32、，互感器铁芯更饱和，3C0与L并联后将等值为电感，直到该电感与C12组成串联谐振到达稳定状态为止。 断路器K合闸，消弧线圈L接入，它通常是过补偿运行，即3C0与L并联后的阻抗是感性的（电压互感器的感抗大于消弧线圈，所以可不计互感器的作用）。它将与C12组成串联谐振回路。其谐振条件是 谐振时，传递电压将严重威胁发电机的绝缘。若消弧线圈为欠补偿运行，则不会形成串联谐振回路，而是电容传递回路，传递电压比过补偿时低。因此，发电机中性点消弧线圈欠补偿运行，对防止传递过电压是有利的。0121L=(3C +C ) （824） 一般说，只有高压侧传递至低压侧才对绝缘有危害，但如高压侧有消弧线圈，并处于过补偿状

33、态，则当低压侧出现零序电压时，由相间部分电容和高压侧等值电感组成谐振传递回路，传递电压可使高压侧绝缘闪络，这种现象曾在我国某电厂的13.2kV侧与6kV侧之间发生过。 上述传递电压是工频稳态性质的，传递过来的零序电压将与原有的正序电压叠加，其结果是造成三相对地电压的不平衡，出现一相高两相低、两相高一相低、甚至三相同时升高的现象，严重时会损坏避雷器或造成绝缘闪络、击穿事故。 在运行中，也可能出现暂态性质的传递过电压，如中性点不接地的高压绕组非同期合闸，中性点将有较高的暂态电压，传递至低压侧会使低压侧避雷器动作。再又如，在高压侧中性点直接接地时，也会有某相绕组在电源电势幅值时，突然合闸。这与雷电波

34、一样，通过绕组间的分布互电容可传递到低压侧。同理，低压侧中性点接地，也仍会出现瞬间传递。避免产生零序电压是防止静电感应分量传递过电压的 根本措施，如尽量使断路器三相同期动作、不出现非全相操作等；其次为不使回路参数形成谐振。 在低压侧未安装消弧线圈和对地电容很小的情况下，低压侧加装对地电容是可靠限制电容传递过电压的办法。考虑到绕组间的互部分电容较小，一般只要每相对地装0.1F以上的电容器就够了，但此时应该按式（825）进行电磁感应是否振荡的验算。 在中性点接地的系统中，将中性点不接地变压器（副方有三角形接地绕组）合闸时，为了避免断路器非全相动作造成稳态传递过电压，可将变压器中性点临时接地。以图8

35、24所示为例，三相绕组只有A相连接电源，A相原方有电势224222212121221222Ln LLn Ln Z Z2n Z (Z2n Z )0C/nC/n（825） ，其副方有 （n为变压比），通过副方三角形绕组，在原方高压侧B、C相上分别感应出 。这样，高压侧就不存在零序电压了，从而消除了稳态传递问题。当两相连接于电源时，也有同样的结果。AEnAEAE2EA/nEA/2nEA/2nEA/2EA/2EA/2EAEA(b)(a)图824 高压绕组直接接地和单相连接时的电压分布（a）接线图；（b）原理图 传递现象不仅会在绕组之间，显然也会在平行线路之间发生。当不同电压等级的线路共杆架设，或两线路

36、间距离很小而平行较长距离时，都会使一个系统的零序电压或零序电流影响另一系统运行。如我国东北有一条220kV线路，约20km的线段与一条154kV线路平行，间距约100m，如图825所示，当220kV系统单相接地时，154kV电网消弧线圈异常动作（发信号），这种现象是平行线路的静电与电磁耦合所引起的。 在超高压线路上采用单相重 合闸装置，此时，传递现象将在 相间产生。如图826（a）所示， 在长线段中A相接地，两端断路 器跳闸， A相成为孤立导线，但B、 C相仍联接于电源，基本上维持 原来的运行状态。于是，健全相 B、C的工作电压和负载电流通过相间互电容和互感，对相产生静电感应和电磁感应。使故障

37、相断开电源后仍能维持一定的220kV154kV3C0C12ML20km图825 平行线路的电磁耦合 接地电流Ij，Ij称为潜伏电流。当Ij在工频过零熄弧瞬间，故障点立即出现恢复电压，造成熄弧困难。L 越长，电网的负载电流越大，额定电压越高，则接地电弧的熄灭愈困难，单相重合闸也愈难实现。MlIjC0C12UAECEB(a)图826 单相开断后的传递回路（a）接线示意图；（b）作用原理图；（c）传递回路 由B、C相负载电流 、 经互感M在A相导线上感应出的电势是纵方向的，它以A相导线对地电容为回路，供给部分接地电流，称之为潜伏电流纵分量。在接地电弧熄灭时，导线中点的感应电位为零，按正负极性向两侧递

38、增，开路时电位最高。 超高压网络的电源变压器中性点是接地的，健全相B、C可通过相间互电容供给故障点部分接地电流，称之为潜伏电流横分量。接地电弧熄灭时，A相导线将出现电容传递电压UA，忽略导线的电感，可由图826（b），求得熄弧后B、C相对A相传递的等值电势 ，图826（c）为熄弧后的电容传递回路，可知BICIBCE +EE=21212AA0120122CCU =EEC2CC2C （826） 我国某330kV线路的C06.5C12，故 。显然，UA与导线长度无关，是个常量。 为了限制潜伏电流和接地点的恢复电压，原则上可装设参数合适的并联电抗器加以解决。要消除潜伏电流的横分量，可在导线间加一组三角

39、联接的电抗器，补偿相间电容C12，使相间阻抗趋向无穷大。这样，潜伏电流的横分量和UA值都将趋于零。当然，这种三角联接的电抗器也可用星形联接而中性点不接地的电抗器来代替。要消除潜伏电流的横分量，可在导线首末端各加一组星形联接中性点接地的电抗器，补偿导线对地电容，使相对地阻抗趋于无穷大。这样，潜伏电流纵分量的回路阻抗甚大而电流趋于零。为了方便，可将上述两组星形联接的电抗器并为一组中性点经小电感LN接地的电抗器组，如图827所示。 有了电抗器，单相重合闸的成功率大为提高，但在断路器非全相动作过程中，会不会造成铁磁谐振，应事先检验。AAAEU0.118E6.52第六节第六节 定相过电压定相过电压 在我

40、国电力系统中，检修后的设备或新设备投入运行前，有时需要核查相位。在利用电压互感器（或配电变压器）直接在变电站、线路或发电厂的中压侧进行定相时，曾发生些过电压事故。 一、定相过电压的危害性一、定相过电压的危害性LNLLLbo图827 接有小电抗的并联电抗器 XG发电厂利用一台电压互感器直接在35kV电网中定相时，曾因过电压使互感器发生爆炸，导致一人死亡、一人严重烧伤和十余人轻伤等；CZ发电厂利用配电变压器在10kV电网中直接定相时，所产生的过电压曾引起该地区的10kV电网全部停电；CQ供电公司利用JDJ-35/0.1型的电压互感器定相时，曾两次引起过电压事故，一次使两台处于断开位置的线路隔离开关、一台母联隔离开关的支持绝缘子分别闪络和爆炸，引起35kV母线三相接地短路，造成大面积停电事故；另一