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摘要：电网在正常运行时，由于会遭受雷击、倒闸操作、设备故障或参数配合不当等原因，造成电网某一部分短时电压升高，这种电压升高称为过电压。过电压的出现，会破坏设备绝缘、从而导致设备损坏，甚至造成系统安全事故。研究过电压的成因，预测其幅值，并采取相应限制措施，这对电气设备的制造应用和电力系统安全运行都具有重要意义。
关键词：过电压；防范措施
电网过电压是电力系统中很常见的故障，对电力系统安全运行造成威胁。如何分析及防范，提高电网抵御过电压能力，保障电力系统安全稳定，具有重大意义。本文通过对过电压产生的各种原因进行分析，并提出相应的防护措施。过电压一般分为外部过电压和内部过电压。
一、外部过电压又称大气过电压，它是由雷云放电产生的直击雷过电压和感应雷过电压
这种现象在电网过电压中所占比例极大。其过电压的幅值取决于雷电参数和防雷措施，该种过电压的特点是持续时间短，冲击性强，具有脉冲特性，与雷击强度有直接关系，其持续时间一般只有数十秒左右。
对大气过电压的防护技术措施主要包括可装设符合技术要求的防雷装置，如避雷线、避雷针、避雷器（包括由间隙组成的管型避雷器）和放电间隙，它又分接闪器、引下线和接地装置三部分组成。
二、内部过电压
它是电网内部的能量在传递或转化过程中产生，施加于电气设备上，造成瞬时或持续高于电网额定允许电压，对设备安全运行构成威胁。由于内部过电压的能量来自于电网本身，所以它的幅值和电网电压基本成正比例关系。根据产生原因不同，内部过电压可分为两大类，一类是由于故障或操作开关引起，如工频过电压、操作过电压。另一类是由于电网中电感和电容参数相互配合发生谐振而引起的，如谐振过电压。
1、工频过电压及限制措施
工频过电压是指由电力系统故障、电网运行方式的改变、长线路的电容效应、突然甩负荷等原因引起的短时工频电压升高（超过正常工作电压），其特点是持续时间较长，但数值不很大，对设备绝缘一般威胁不大，但对超高压、远距离输电电网影响较大，对配置其设备绝缘水平起重要作用。
限制工频过电压的措施，一般有通过线路并联高压电抗器或静止无功补偿装置来补偿空载线路的电容效应。采用变压器中性点直接接地方式可降低不对称接地故障引起的工频电压升高。发电机配置励磁调节器或调压装置，使发电机在突然甩负荷时能抑制过电压的产生和发展；配置快速调速系统，以限制发电机在突然甩负荷后因转速上升引起的工频过电压。
2、操作过电压及防范措施
操作过电压是指因电网内开关操作，造成电网网络参数变化而引起的过电压，此类过电压一般持续时间约在250~2500µs之间。具有随机性，其最不利的情形过电压倍数较高。常见的操作过电压有：切、合高压空载长线路，切、合空载变压器，切、合电容器，开断高压电动机，弧光接地，振荡解列等。其防范措施有：
1）确保区域电网中有足够数量的变压器中性点直接接地，变压器在投、停等倒闸操作时将先将中性点接地，待正常运行后恢复原有中性点接地方式。
2）增大电网容量可降低过电压倍数。
3）选用灭弧能力强的高压断路器，如真空断路器，SF6断路器等，以防止断路器内电弧重燃。
4）提高断路器三相动作的同期性。
5）断路器断口加装并联电阻，既可降低过电压幅值，又可减缓其上升陡度。
6）采用性能良好的避雷器，如氧化锌避雷器，其实际上是一个非线性压敏电阻，在工作电压下呈高电阻，过电压时其阻值剧降呈高通性，并呈稳压特性。
3、谐振过电压及限制措施
电网内许多设备都是由电感、电容组成，相互连接后组成了极为复杂的振荡回路，正常运行时一般不发生振荡现象，当受到激发时，局部电网会发生振荡现象，使某一谐波电压幅值急剧上升，从而出现谐振过电压。谐振过电压具有频率低、持续时间长等特点。
限制谐振过电压的防范措施主要有
1）许多谐振过电压是在非全相运行时引起，所以提高断路器动作的同期性，避免非全相运行，可以有效减少谐振过电压的发生。
2）在并联高压电抗器中性点加装小电抗，可以有效阻断非全相运行的工频电压传递及破坏串联谐振。
3）破坏发电机产生自励磁的条件，从而防止参数谐振过电压。对一般内部过电压的技术防范措施主要有：适当调整电网中性点接地方式，采用性能良好的磁吹避雷器、氧化锌避雷器和压敏电阻，使用性能良好的断路器，采用铁磁弱饱和的互感器、变压器，装设消除或抑制谐振的电气装置（如消谐器）等。
三、切除空载变压器过电压及对策
切除空载变压器室电力系统很常见的操作。空载变压器运行时，表现为一励磁电感，因此切除空载变压器实质就是切除一小容量的电感负载。如果操作时，恰好励磁电流恰好在自然过零之前时被强行切断，在此截流瞬间，电感电流不能突变，电感中的储能也不会突然消失，而截流的结果将迫使绕组中的储存的磁场能以振荡的形式转换给杂散电容，导致变压器的励磁电流越小，截流造成的励磁电流突变量越小，则过电压也越小。切空载变压器的过电压实际上是持续时间很短的高频振荡，具有幅值高，频率高，但持续时间段，能量小的特点，对绝缘的作用与大气过电压相似，所以可用阀型避雷器限制。此外装有并联电阻的断路器，可以将变压器等值电容两端的电荷通过并联电阻泄露出去，也能限制该过电压。
结束语
电力系统由于雷击、操作或事故都会出现过电压。电力系统过电压会造成设备损坏，负荷损失，甚至造成火灾、人员伤亡等重大事故，影响电力系统安全稳定运行，影响对用户的持续、可靠供电。因此对电力系统规划设计和运维人员而言，有必要认真分析过电压产生的原因并采取相应防范措施，尽量避免过电压的发生。