9-1電力系統的工頻電壓升高9-2諧振過電壓9-3操作過電壓第九章電力系統內部過電壓

9-3-1切斷空載線路過電壓9-3-2空載線路合閘過電壓9-3-3切除空載變壓器過電壓9-3-4電弧接地過電壓9-2諧振過電壓概念：電力系統中存在著大量儲能元件，即儲存靜電能量的電容元件和儲存磁能的電感元件。當系統中出現擾動時，這些電感、電容元件就有可能形成各種不同的振蕩回路，引起諧振過電壓。電力變壓器、互感器、發電機、消弧線圈、電抗器、線路導線電感等線路導線對地和相間電容、補償用的并聯和串聯電容器組、高壓設備的雜散電容電感元件：電容元件：通常認為，系統中的電阻元件和電容元件均為線性元件，而電感元件則可分為三類：一類是線性的，第二類是非線性的，還有一類是電感值呈周期性變化的電感元件。與之相對應，可能發生三種不同形式的諧振現象一、諧振過電壓的類型(一)線性諧振過電壓(二)參數諧振過電壓(三)鐵磁諧振原因：線性電感L、電容C和電阻R組成的串聯回路，當回路自振頻率與電源頻率相等或接近時，則可能發生線性諧振。

(一)線性諧振過電壓諧振條件或限制措施：使回路脫離諧振狀態和增加回路的損耗。在電力系統設計和運行時，應設法避開諧振條件以消除這種線性諧振過電壓。(二)參數諧振過電壓原因：系統中某些元件的電感會發生周期性變化，例如發電機轉動時，其電感的大小隨著轉子的位置的不同而周期性變化。當發電機帶有電容性負載（例如一段空載線路）時，如再存在不利的參數配合，就又可能引發參數諧振現象，有時將這種現象稱為發電機的自勵磁或自激過電壓。限制措施：發電機在正式投入運行前，設計部門要進行自激的校核，避開諧振點，因此一般不會出現參數諧振現象。(三)鐵磁諧振當電感元件帶有鐵心時，一般都會出現飽和現象，這時電感不再是常數．而是隨看電流或磁通的變化而改變，在滿足一定條件時，就會產生鐵磁諧振現象，它具有—系列不同于其他諧振過電壓特點。非線性諧振時，其諧振頻率可能是電源頻率（基波諧振），或其分數（分次諧波諧振）、或其倍數（偶次或奇次諧波諧振）。先令R=0畫出非線性電感的伏安特性，此特性曲線的起始段是一斜直線，其斜率為起始感抗XL0，隨電壓、電流的增大，特性曲線將彎曲，因鐵芯磁飽和而使感抗減小。根據式（9－42）可在圖中作出的伏安特性曲線，并知滿足條件的有三個工作點(a、b、c)，這也說明非線性電路的解答具有多值性質。產生串聯鐵磁諧振的必要條件是：電感和電容的伏安特性必須相交，鐵磁諧振可在較大范圍內產生；對鐵磁諧振電路，在同一電源電勢作用下，回路可能有不只一種穩定工作狀態；

鐵磁元件的非線性是產生鐵磁諧振的根本原因，但其飽和特性本身又限制了過電壓的幅值。此外，回路中的損耗會使過電壓降低，當回路電阻值大到一定數值時，就不會出現強烈的的諧振現象。基波的鐵磁諧振的特點：（1）改善電磁式電壓互感器的激磁特性，或改用電容式電壓互感器（CVT）。（2）在電壓互感器開口三角繞組中接入阻尼電阻，或在電壓互感器一次繞組的中性點對地接入電阻。（3）在有些情況下，可在10kV及以下的母線上裝設一組三相對地電容器，或用電纜段代替架空線段，以增大對地電容，從參數搭配上避開諧振。（4）在特殊情況下，可將系統中性點臨時經電阻接地或直接接地，或投入消弧線圈，也可以按事先規定投入某些線路或設備以改變電路參數，消除諧振過電壓。限制鐵磁諧振過電壓的措施高電壓技術—諧振過電壓電力系統中的儲能元件1

諧振過電壓的類型2

線性諧振過電壓3

參數諧振過電壓4目錄CONTENTS

鐵磁諧振過電壓5諧振過電壓了解原子的結構及電離的概念學習目標一般了解非線性諧振過電壓（鐵磁諧振）的形成過程及原因了解諧振過電壓的類型了解線性諧振過電壓的形成過程及原因一般了解參數諧振過電壓的形成過程及原因知道電力系統中兩種儲能元件（電感與電容）、線性與非線性區別知道鐵磁諧振過電壓的限制措施01電力系統中的儲能元件一.電力系統中的儲能元件概念電感元件電容元件電力系統中存在著大量儲能元件，即儲存電場能量的電容元件和儲存磁場能量的電感元件。當系統中出現擾動時，這些電感、電容元件就有可能形成各種不同的振蕩回路，引起諧振過電壓。電力變壓器、互感器、發電機、消弧線圈、電抗器、線路導線電感等線路導線對地和相間電容、補償用的并聯和串聯電容器組、高壓設備的雜散電容02電力系統諧振過電壓的類型二.諧振過電壓的類型通常認為，系統中的電阻元件和電容元件均為線性元件，而電感元件則可分為三類：一類是線性的，第二類是非線性的，還有一類是電感值呈周期性變化的電感元件。與之相對應，可能發生三種不同形式的諧振現象。諧振過電壓類型線性諧振過電壓參數諧振過電壓鐵磁諧振過電壓1.線性諧振過電壓二.諧振過電壓的類型1.線性諧振過電壓原因諧振條件限制措施線性電感L、電容C和電阻R組成的串聯回路，當回路自振頻率與電源頻率相等或接近時，則可能發生線性諧振。

或使回路脫離諧振狀態和增加回路的損耗。在電力系統設計和運行時，應設法避開諧振條件以消除這種線性諧振過電壓。二.諧振過電壓的類型2.參數諧振過電壓原因限制措施系統中某些元件的電感會發生周期性變化，例如發電機轉動時，其電感的大小隨著轉子的位置的不同而周期性變化。當發電機帶有電容性負載（例如一段空載線路）時，如再存在不利的參數配合，就又可能引發參數諧振現象，有時將這種現象稱為發電機的自勵磁或自激過電壓。發電機在正式投入運行前，設計部門要進行自激的校核，避開諧振點，一般不會出現參數諧振現象。二.諧振過電壓的類型3.鐵磁諧振原因限制措施當電感元件帶有鐵心時，一般都會出現飽和現象，這時電感不再是常數。而是隨看電流或磁通的變化而改變，在滿足一定條件時，就會產生鐵磁諧振現象，它具有—系列不同于其他諧振過電壓特點。略（下述）二.諧振過電壓的類型先令R=0二.諧振過電壓的類型3.鐵磁諧振1）分析畫出非線性電感的伏安特性，此特性曲線的起始段是一斜直線，其斜率為起始感抗XL0，隨電壓、電流的增大，特性曲線將彎曲，因鐵芯磁飽和而使感抗減小。根據式（9－42）可在圖中作出的伏安特性曲線，并知滿足條件的有三個工作點(a、b、c)，這也說明非線性電路的解答具有多值性質。二.諧振過電壓的類型3.鐵磁諧振1）分析產生串聯鐵磁諧振的必要條件是：電感和電容的伏安特性必須相交，鐵磁諧振可在較大范圍內產生；對鐵磁諧振電路，在同一電源電勢作用下，回路可能有不只一種穩定工作狀態；鐵磁元件的非線性是產生鐵磁諧振的根本原因，但其飽和特性本身又限制了過電壓的幅值。此外，回路中的損耗會使過電壓降低，當回路電阻值大到一定數值時，就不會出現強烈的的諧振現象。二.諧振過電壓的類型3.鐵磁諧振2）特點（1）改善電磁式電壓互感器的激磁特性，或改用電容式電壓互感器（CVT）。（2）在電壓互感器開口三角繞組中接入阻尼電阻，或在電壓互感器一次繞組的中性點對地接入電阻。（3）在有些情況下，可在10