空载线路的合闸分为两种情况,即正常合闸和自动重合闸。 这时出现的操作过电压称为合空线过电压或合闸过电压,重合闸过电压是合闸过电压中最严重的一种。

线路简化图如下所示:
首先分析正常合闸,现在介绍一种简便求法:
过电压幅值=稳态值+振荡幅值=稳态值+(稳态值-起始量)
此电路稳态值为Em,起始值为零。
由于回路中存在损耗,我国实测的过电压最大倍数为1.9倍至1.96倍。
其波形图如下所示:
物理解释:当合闸时,电源对电容电感同时充能,当电容电压为Em,充电电流为0,但由于自感效应,电感会保持原方向电流,继续对Em充电,直至电感中的能量消耗殆尽。此时电容上电压达到2Em。
然后是故障后的自动重合闸
① 三相自动重合闸
线路出现故障保护跳闸,经自动重合闸装置进行合闸操作,此时线路上存在残存电压,产生过电压比计划合闸更严重。
当线路C相接地时的示意图如下所示:
当C相接地时K2先跳闸,K1后跳闸,且当K1健全相容性电流为零、电源电压达到最大值(因电流电压相位差90°)时,开关熄弧。
经过0.5s左右,K1或K2自动重合闸,考虑最不利的情况,A、B相中的电压在合闸时达到幅值,且极性与该相导线上残存电压相反,那么重合闸时的过渡过程使导线上出现最大过电压。
中性点接地系统,健全相电压达到1.3~1.4Em,重合闸以前由于泄漏电荷经线路泄漏电阻入地(与污秽潮湿程度有关),经实测在较大范围内变化,假设经一定时间间隔残余电压下降了30%,即
在最严重情况下根据简便求法:
过电压幅值=稳态+(稳态-初态)=-Em+(-Em-0.98Em)=2.98Em≈3Em
其波形图如下所示:
重合闸不一定正好在电源电压最大值的时刻,电压电压也不一定和残存电荷反相,故实际值往往比理论值会低些。
② 单相自动重合闸
只切除故障相,而健全相不与电源电压相脱离,那么当故障相重合闸时,因该相导线上不存在残余电荷和初始电压,就不会出现高幅值重合闸过电压。
影响因素如下:
a、合闸相位
合闸相位是随机的,有一定的概率分布,与断路器合闸过程中的预击穿特性及断路器合闸速度有关。
b、残余电荷 (大小与极性直接决定了与过电压幅值)
c、断路器的合闸不同期
由于三相线路之间有耦合,先合一相时,相当于在另外两相上产生残余电荷。

d、回路损耗
实际输电线路中,能量损耗(电阻、电晕)会引起振荡分量的衰减,使过电压降低。
e、电容效应 (使得线路的稳态电压增高,导致了合闸过电压幅值的增高)
限制措施:
⑴、针对e,可以 装设并联电抗器和静止补偿装置(SVC)。
⑵、针对d,可 使用带并联电阻的断路器 ,来增大回路损耗使过电压降低。
其原理图如下所示:
先合辅助触头,电阻接入回路中,对高频振荡起阻尼作用,降低振荡幅值。在此过程中R越大,阻尼作用越大,产生的过电压越低。
经过8~15ms,主触头闭合,将R短接,电源直接与线路相连。此过程中R越小,主触头两端电压(稳态电压)越低,产生的过电压也越低。
综上,并联电阻的选择要合适,才能尽最大限度的使过电压降低。
其过电压倍数与电阻大小的关系图如下:
所以在上图中选择400-600Ω的合闸电阻,其过电压往往能限制在1.5Em左右。
⑶ 、同电位合闸
针对b,通过特殊装置自动选择在断路器触头两端的电位极性相同,甚至电位也相等的瞬间完成合闸操作,以降低甚至消除合空载回路过电压。
⑷ 、消除线路上的残余电荷
同样是针对b,在线路侧接电磁式电压互感器,可在几个工频周波内,将全部残余电荷泄放掉。
⑸ 、装设避雷器
在线路首端和末端装设磁吹避雷器或金属氧化物避雷器,当出现较高过电压时,避雷器应能可靠动作,将过电压限制在允许范围之内。作为断路器并联电阻的后备保护。
⑹ 、采用单相重合闸技术。
郭老师,请问电容器为何要有低电压保护?谢谢
1、被雷电击坏(电流过大烧坏了里面的压敏芯片)。
2、交流输入电压过大(系统内部过电压又可分为操作过电压和暂时过电压)。
由于雷击的能量是非常巨大的,需要通过分级泄放的方法,将雷击能量逐步泄放到大地。在直击雷非防护区(LPZ0A)或在直击雷防护区(LPZ0B)与第一防护区(LPZ1)交界处。
安装通过Ⅰ级分类试验的浪涌保护器或限压型浪涌保护器作为第一级保护,对直击雷电流进行泄放,或者当电源传输线路遭受直接雷击时,将传导的巨大能量进行泄放。
在第一防护区之后的各分区(包含LPZ1区)交界处安装限压型浪涌保护器,作为二、三级或更高等级保护。第二级保护器是针对前级保护器的残余电压以及区内感应雷击的防护设备,在前级发生较大雷击能量吸收时,仍有一部分对设备或第三级保护器而言是相当巨大的能量,会传导过来,需要第二级保护器进一步吸收。
第三级保护器对通过第二级保护器的残余雷击能量进行保护。根据被保护设备的耐压等级,假如两级防雷就可以做到限制电压低于设备的耐压水平,就只需要做两级保护;假如设备的耐压水平较低,可能需要四级甚至更多级的保护。
扩展资料
雷电放电可能发生在云层之间或云层内部,或云层对地之间;另外许多大容量电气设备的使用带来的内部浪涌,对供电系统(中国低压供电系统标准:AC 50Hz 220/380V)和用电设备的影响以及防雷和防浪涌的保护,已成为人们关注的焦点。
云层与地之间的雷击放电,由一次或若干次单独的闪电组成,每次闪电都携带若干幅值很高、持续时间很短的电流。
一个典型的雷电放电将包括二次或三次的闪电,每次闪电之间大约相隔二十分之一秒的时间。大多数闪电电流在10,000至100,000安培的范围之间降落,其持续时间一般小于100微秒。
供电系统内部由于大容量设备和变频设备等的使用,带来日益严重的内部浪涌问题。我们将其归结为瞬态过电压(TVS)的影响。

任何用电设备都存在供电电源电压的允许范围。有时即便是很窄的过电压冲击也会造成设备的电源或全部损坏。瞬态过电压(TVS)破坏作用就是这样。特别是对一些敏感的微电子设备,有时很小的浪涌冲击就可能造成致命的损坏。
百度百科-电源浪涌保护器
低电压保护主要用来防止空载变压器与电容器组同时合闸时,产生的工频过电压和振荡过电压对电容器的危害;当运行电压降到额定值的60左右时,低电压保护动作于开关跳闸,使电容器切除,可避免事故停电后,再恢复送电时的同时合闸;
书上说的非常正确;正常时,电源向设备充电就是额定电压,但电容器不一样,如果上次的电没有放尽,存留的电和合闸后充入的电不一定是同相(极性)的,二个“电”方向不同,就不是相减,而是相加,故电压会升高,存留电荷越多,电压升高就会越多;而电容器是按电容器额定电压的1.1倍设计的,过电压将会伤害电容器;


