基本介紹
- 中文名：操作過電壓
- 外文名：switching overvoltage
- 性質：是內部過電壓中的一類
- 所屬：電力術語
基本信息,產生原因,常見電壓,特點,規避措施,
基本信息
操作過電壓是在電力系統中由於操作所引起的一類過電壓。這裡所稱的操作，包括正常的操作如空載線路的合閘與分閘等，還包括非正常的故障，如線路通過間歇性電弧接地。操作過電壓是內部過電壓中的一類。
產生原因
產生操作過電壓的原因是：在電力系統中存在儲能元件的電感與電容，當正常操作或故障時，電路狀態發生了改變，由此引起了振盪的過渡過程，這樣就有可能在系統中出現超過正常工作電壓的過電壓，這就是操作過電壓。在振盪的過渡過程中，電感的磁場能量與電容的電場能量互相轉換。在某一瞬間儲存於電感中的磁場能量會轉變為電容中的電場能量，由此在系統中就出現數倍於系統電壓的操作過電壓。
常見電壓
電力系統中常見的操作過電壓有：
(1)中性點絕緣系統的間歇電弧接地過電壓；
(2)空載線路分閘過電壓；
(3)空載線路合閘過電壓；
(4)切除牽載變壓器過電壓。
特點
操作過電壓有如下特點：
(1)持續時間比較短。操作過電壓的持續時間雖比雷電過電壓長，但比工頻過電壓短得多，一般在幾毫秒至幾十毫秒。操作過電壓存在於暫態過渡過程之中，當同時又存在工頻電壓升高時，操作過電壓表現為在工頻過電壓基礎上迭加暫態的振盪過程，可使操作過電壓的幅值達到更高的數值。
(2)由於電感中磁場能量與電容中電場能量都來源於系統本身，所以操作過電壓幅值與系統相電壓幅值有一定倍數關係。目前我國有關規程中規定選擇絕緣時的計算用操作過電壓大小如表所示。
(3)操作過電壓的幅值與系統的各種因素有關，且具有強烈的統計性。在影響操作過電壓的各種因素中，系統的接線與斷路器的特性起著很重要的作用。另外，許多影響操作過電壓的因素，如影響合閘過電壓的合閘相位等等因素有很大的隨機性，因此操作過電壓的具體幅值也具有很大的隨機性，但是不同幅值操作過電壓出現的機率服從一定的規律分布，這就是操作過電壓的統計特性。一般認為操作過電壓幅值近似以常態分配規律分布。
(4)各類操作過電壓依據系統的電壓等級不同，顯示的重要性也不同。在電壓等級較低的中性點絕緣的系統中，單相間隙電弧接地過電壓最引人注意。對於電壓等級較高的系統，隨著中性點的直接接地，切空載變壓器與空載線路分閘過電壓就較為突出。而在超高壓系統中，空載線路合閘過電壓已成為重要的操作過電壓。
(5)操作過電壓是決定電力系統絕緣水平的依據之一。系統電壓等級越高，操作過電壓的幅值隨之也越高，另一方面，由於避雷器性能在高電壓等級系統中的不斷改善，大氣過電壓保護的不斷完善，使得操作過電壓對電力系統絕緣水平的決定作用越來越大。在超高壓系統中，操作過電壓對某些設備的絕緣選擇將逐漸起著決定性的作用。
規避措施
空載線路合閘和重合閘操作過電壓
空載線路合閘時，由於線路電感-容的振盪將產生合閘過電壓。線路重合時，由於電源電勢較高以及線路上殘餘電荷的存在，加劇了這一電磁振盪過程，使過電壓進一步提高。因此斷路器應安裝合閘電阻，以有效地降低合閘及重合閘過電壓。
應按電網預測條件，求出空載線路合閘、單相重合閘和成功、非成功的三相重合閘（如運行中使用時）的過電壓分布，求出包括線路受端的相對地及相間統計操作過電壓。
分斷空載變壓器和並聯電抗器的操作過電壓
由於斷路器分斷這些設備的感性電流時強制熄弧所產生的操作過電壓，應根據斷路器結構、迴路參數、變壓器（並聯電抗器）的接線和特性等因素確定。該操作過電壓一般可用安裝在斷路器與變壓器（並聯電抗器）之間的避雷器予以限制。對變壓器，避雷器可安裝在低壓側或高壓側，但如高低壓電網中性點接地方式不同時，低壓側宜採用磁吹閥型避雷器。當避雷器可能頻繁動作時，宜採用有高值分閘電阻的斷路器。
線路非對稱故障分閘和振盪解列操作過電壓
電網送受端聯繫薄弱，如線路非對稱故障導致分閘，或在電網振盪狀態下解列，將產生線路非對稱故障分閘或振盪解列過電壓。 預測線路非對稱故障分閘過電壓，可選擇線路受端存在單相接地故障的條件，分閘時線路送受端電勢功角差應按實際情況選取。 有分閘電阻的斷路器，可降低線路非對稱故障分閘及振盪解列過電壓。當不具備這一條件時，應採用安裝於線路上的避雷器加以限制。
