内部过电压产生与防护措施

内部过电压是由开关操作过程和接地、短路等故障引起的，亦即由系统中两种运行状态之间的过渡过程引起的。按其性质可分为操作过电压、弧光接地过电压和谐振过电压等几种。内部过电压的能量来源于电网本身，所以它的幅值是和电网的工频电压基本成正比的。内部过电压的幅值与电网该处相电压幅值之比，叫做内部过电压倍数。过电压倍数与电网结构、系统容量和参数、中性点接地方式、断路器性能、母线上的出线数目以及电网运行接线、操作方式等因素有关，它具有统计规律。

几种较常见的内部过电压产生情况与防护措施分述如下。

1.切断空载变压器过电压

用断路器切断空载变压器是一种常规操作方式，在这种操作过程中，有可能产生很高的过电压。在切断变压器空载电感性激磁电流时，由于断路器的强制熄弧，使电弧电流有可能不是在电流经过工频自然过零点时熄灭，而是在电流具有一定的数值时，随着电感性电流的遮断，电感中的磁能将转变为静电能，因而出现很高的过电压。

切断空载变压器时出现的过电压，与断路器的结构、回路参数、中性点接地方式、变压器接线和构造等因素都有关。在中性点不接地或经消弧线圈接地的35～154kV电网中，一般过电压不超过4倍相电压。

切断空载变压器时所产生的过电压，多为持续时间甚短的高频振荡波，它对电气设备绝缘作用与雷电冲击波十分相似，可以用阀型避雷器来限制。如果经常在这种情况下操作，阀型避雷器冬季就不宜退出运行，使它能随时起到保护作用。

2.电弧接地过电压

单相电弧接地引起的过电压只发生在中性点不直接接地系统中，当发生一相对地短路时，短路点流过另外两相导线对地产生电容电流。因为电力系统中存在电容和电感，所以单相对地短路时电容电流就可能引起线路某一部分发生振荡，在短路点形成一种间歇性电弧，在非故障相和故障相上产生严重的弧光过电压。

经验表明，在线路较短，接地电流很小的情况下，单相接地的电弧会迅速熄灭，电网能自动恢复正常。当接地电流较大时，电弧不易熄灭，但又不太稳定，交替出现熄弧与重燃，这时过电压就较严重。根据实测，这种过电压一般不超过3倍的相电压，电气设备一般能够承受。(www.xing528.com)

为限制电弧过电压，将中性点经消弧线圈接地，大多数情况下不会破坏系统的正常运行，且能迅速消除单相的瞬间接地电弧，并把过电压倍数限制在2.3倍。要是消弧线圈调谐不当，脱谐度大于10%时，则最大过电压与中性点不接地时相同，但高振幅过电压出现的概率可降低。由此可见，在电容电流较大的系统中更应采用消弧线圈接地方式，这是一项十分重要的降低过电压的措施。

3.铁磁谐振过电压

在泵站6～10kV中性点不接地系统中，较常见的铁磁谐振过电压的情况有：变压器接有电磁式电压互感器的空载母线或空载短线路，配电变压器高压绕组对地短路以及断路器非同期动作等。尤其是电压互感器的伏安特性较差时，使作用在铁磁元件上的电压升高，通过的电流远超过额定的激磁电流时，铁芯将会饱和，电感呈现非线性，它与系统的电容构成振荡，在一定条件下，可能产生持续很长时间的铁磁过电压，但过电压幅值一般不超过1.5～2.5倍相电压。这种过电压的表现形式可能是单相、两相或三相对地电压的升高，或以低频摆动，或产生高值零序电压分量，出现虚幻接地现象和不正确的接地指示等。

为了限制铁磁过电压，除了保证断路器三相同期动作外，可根据具体情况采取下列措施：

（1）选用激磁特性较好的电压互感器。

（2）在开口三角绕组中加装50～60Ω、500W 左右的阻尼电阻，或在中性点串接9kΩ、150W的电阻。

（3）在10kV及以下的母线上，设置一个中性点接地的星形接线的电容器组。

（4）改变运行方式，使系统参数不得改变，从而避免产生谐振的条件。