国家电网招聘考试高频考点继电保护：电力系统过电压及过电压保护

　　电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压的异常电压升高，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，它属于电力系统中的一种电磁扰动现象。过电压分外过电压和内过电压两大类。

　　一、外过电压：

　　外部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。

      1.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。

      2.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。

      3.雷电波侵入过电压：直接雷击或感应雷击在输电线路导线中形成迅速流动的电荷称它为雷电进行波，它对沿线的电气设备构成威胁，因此也称为雷电侵入波。

      4.雷电反击过电压：雷云对电力架空线路的杆塔顶部放电，或者雷云对电力架空线路杆塔顶部的避雷线放电，这时雷电流经杆塔入地。雷电流流经杆塔入地时，在杆塔阻抗和接地装置阻抗上存在电压降。因此，杆塔顶部出现高电位，这个高电位作用于线路的导线绝缘子上，如果电压足够高，有可能产生击穿，对导线放电，这种情况称为雷电反击过电压。

　　二、内过电压

　　内部过电压是电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压，分为暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。

      1.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，常见的有以下几种：

    （1）空载长线电容效应： 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）不接地系统发生单相接地：三相输电线路a相发生短路接地故障时 ，非故障相b、c 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。

      2.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，常见的有以下几种：

    （1）线路合闸和重合闸过电压

    （2）切除空载线路过电压

    （3）切断空载变压器过电压   

    （4）开断高压感应电机过电压     

    （5）开断并联电容器过电压       

    （6）弧光接地过电压

      3. 谐振过电压是电力系统中电感、电容等储能元件在某些接线方式下与电源频率发生谐振所造成的过电压。常见的有以下几种：

    （1）线性谐振过电压

    （2）铁磁谐振过电压

    （3）参数谐振过电压

　　三、过电压保护

       无论是外部过电压还是内部过电压，对电力系统正常运行都构成了严重威胁。因此，针对不同过电压的产生机理和特点采取相应的过电压保护措施，以保证电力系统安全可靠运行。电气设备的绝缘长期耐受着工作电压，同时还必须能够承受一定幅度的过电压，这样才能保证电力系统安全可靠地运行。因此，电气设备的选择时，应根据系统计算和分析，适当提高设备绝缘水平，保证本质安全。其次，选择合适避雷器（过电压保护器），例如，对瞬态过电压，持续时间为毫秒级或更短，是避雷器的主要防护对象，而对于低压供电系统，通常采用浪涌保护器。

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