过电压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，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。它的出现通常是负荷投切的瞬间的结果。
过负荷，过载，过电压，过电流之间有怎样的区别及联系
教学内容
第一节雷电过电压及防雷保护
知识要点：雷电的产生、防雷的主要设备、接地、输电线路的防雷保护措施、发电厂、变电站的防雷。
第二节内部过电压
知识要点：内部过电压的分类、操作过电压、空载线路合闸过电压、重合闸过电压、切除空载线路过电压、切除空载变压器过电压、操作过电压的限制措施。
第三节工频电压升高
知识要点：工频过电压分类、空载长线的电容效应、不对称短路引起的工频电压升高、突然甩负荷引起的工频电压升高、工频电压升高的限制措施、谐振过电压的类型、改善方法。
教学重点与难点
1．教学重点：防雷的主要设备、接地、输电线路的防雷保护措施、发电厂、变电站的防雷、内部过电压的分类、操作过电压、空载线路合闸过电压、重合闸过电压、切除空载线路过电压、切除空载变压器过电压、操作过电压的限制措施、工频过电压分类、空载长线的电容效应、不对称短路引起的工频电压升高、突然甩负荷引起的工频电压升高、工频电压升高的限制措施、谐振过电压的类型、改善方法。
2．教学难点：内部过电压的分类、工频过电压分类。
超过设备额定电压，而危害绝缘的电压被称为 过电压 ，过电压可以分为 外部过电压 和 内部过电压 。
外部过电压主要是 雷电过电压 ，即雷击系统的线路或设备或附近地面产生的过电压。
雷电过电压又可以分为 直击雷过电压 和 感应雷过电压 。
带电荷的雷云引发雷电，雷电的产生总共有两个阶段： 主放电 阶段和 余辉 阶段。
主放电阶段时间短（50~100μs）、电流大。
余辉阶段则相反，时间长（003~015s）且电流小。
我们通过“ 雷暴日 ”和“ 雷暴小时数 ”来统计雷电活动的频繁程度。
一天内只要听到一声雷击就算一个“雷暴日”。“雷暴小时数”同理，一个小时内只要听到一声雷击就算一个“雷暴小时数”。
既然存在雷电过电压，我们就必须防止雷电过电压。
防止雷电过电压的主要设备有三种：避雷针、避雷线（地线）、避雷器。
防护重点在于直击雷防护。
我们利用避雷针和避雷线进行直击雷防护。
避雷针是高于被保护物体的金属支柱，它可以在雷云放电时畸变电场，在其顶端形成局部场强集中的空间，来影响放电的发展方向，再将雷电通过接地装置引入大地。
避雷线的功能与避雷针类似，它用来保护架空输电线路。
除了防止直击雷过电压外，它还能分流雷电流，从而降低塔顶电位。而且它对导线的耦合作用可以降低感应雷过电压。
避雷器用来防止感应过电压，它相当于一个放电器，并联在设备上。当产生过电压时，避雷器先放电，从而保护设备。
避雷器的基本类型有四种： 保护间隙 避雷器、 排气式 避雷器、 阀型 避雷器、 金属氧化物 避雷器。
接地是把设备连接地球（电位参照点），让设备对地保持低电位差。
按照目的可以分为四类：工作接地、保护接地、防雷接地和静电接地。
工作接地：目的是继电保护和稳定对地电位。比如说三相交流系统的中性点接地。
保护接地：目的是防止外壳带电，保护人身安全。比如说设备的金融外壳接地。
防雷接地：目的是导泄雷电流，保护设备。比如说避雷针、线下的接地装置。
静电接地：目的是防止静电引发火灾，保护人身安全。比如说可燃场所金属接地。
下面我们来说说输电线路的防雷保护措施。
如上图，除了①属于感应雷过电压外，其余②③④都属于直击雷过电压。
为此，我们需要布置“四道防线”。
第一道防线：防雷直击导线。
沿线路铺设避雷线，必要时搭配避雷针。
第二道防线：防闪络。
雷击导线或者避雷线会升高塔顶电位，产生绝缘闪络（介质被击穿后沿绝缘子表面放电）。
我们可以提高线路绝缘水平，也可以降低塔顶电阻、增大耦合系数（相当于电阻极小，直接接地），或者采用避雷器。
第三道防线：防工频电弧。
绝缘子闪络后可能形成稳定的工频电弧，一旦成形，线路就可能跳闸。因此我们可以通过中性点不接地、经消弧线圈接地，以及增加绝缘子片数的方式防止建立稳定的工频电弧。
第四道防线：防线路中断供电。
我们可以采用自动重合闸，双回路、环网供电的措施。
发电厂、变电所的防雷防两个方面：雷击设备或雷击线路。后者会沿线路侵入发电厂、变电所。
发电厂、变电所的设备相对集中，因此采用避雷针、避雷器和接地网防止直击雷过电压。
侵入波（感应雷）过电压的防护一般从两方面出发：一是使用阀型避雷器，限制来波幅值，为主要措施；二是在适当距离装设进线保护段，降低侵入波的陡度和幅值，限制冲击电流的幅值。
GIS的全称是SF6气体绝缘全封闭变电所把除变压器外的所有高压设备和母线封闭在接地的金属壳内，充以作为绝缘的3~4个大气压的SF6气体。
GIS的优点是：
（1）电场稍不均匀，绝缘的全伏秒特性较平坦，冲击因数小；
（2）GIS的波阻抗低于线路，有利于侵入波（感应雷）过电压防护；
（3）结构紧凑，设备间距小。
GIS的缺点是：GIS绝缘完全不允许电晕，一旦电晕就立即击穿，且无自恢复能力。
内部过电压 指的是电力系统内部因为开关（如断路器）操作或故障产生的过电压。
内部过电压又可以分为暂时过电压和操作过电压。
暂时过电压包括工频过电压（工频电压升高）和谐振过电压，持续时间比操作过电压长。
有时把频率为工频或频率接近工频的过电压（电压过了，频率没过）称为工频电压升高，它对于220KV及以下、短距离的系统没有危害，但是会危害超高压、远距离系统的绝缘水平。
谐振过电压的谐振常引起时间长、严重的过电压。
操作过电压即电磁暂态过程的过电压，一般持续01s（5个工频周波）以内。
常见的操作过电压有：
（1）中性点接地：合闸空载线路过电压、切除空载线路过电压、切除空载变压器过电压以及解列过电压。
（2）中性点不接地：弧光接地过电压。
其中合闸空载线路过电压分为正常合闸空载线路过电压以及重合闸过电压。
重合闸过电压的影响因素及限制措施有：
（1）合闸相位——通过装置控制断路器；
（2）残余电荷——互感器泄放残余电荷；
（3）断路器合闸不同期——采用单相自动重合闸装置；
（4）回路损耗——装设并联电阻；
（5）电容效应——装设并联电抗器和静止补偿器。
限制操作过电压的措施有：并联电阻和采用避雷器。
电力系统中产生操作过电压的情况有哪些？
区别如下：
一、定义不同
1、过负荷：又叫过载，指流过电气设备和线路的实际电流超过其额定电流且超过允许过负荷时间。
2、过电压：供用电系统运行中，由于某种原因，会产生危及电气设备绝缘的电压异常升高现象，这种对电气设备的绝缘有破坏作用的电压（一般超过额定电压10％以上）叫过电压。
3、过电流：指流过电气设备或线路的电流超过了额定值。过电流保护包括短路保护、过负荷保护、端相保护。
二、造成的原因不同
1、造成电动机过负荷的原因主要有：
(1)电源电压低。当机械负载不变时，电源电压降低，就会造成电动机工作电流加大，电动机的温度就会上升。当过负荷时间较长，电动机的温度就会超过允许温度而烧毁。
实际工作表明：电动机的实际工作温度每超过允许温度8℃，其使用寿命就减少一半。
(2)频繁启动。异步电动机的启动电流为正常工作电流的5倍～7倍，如果电动机频繁启动，就会使电动机的温度上升。
(3)启动时间长。带负荷启动往往会造成启动时间长，电动机温度高的过负荷情况。例如，工作面输送机上堆满了煤，这时启动电机就会出现堵转、启动时间长的问题。
(4)机械卡堵。由于电动机轴承损坏，转子被卡，或电动机所拖动的负荷被卡等都会造成电动机过负荷。
2、电路中产生过电压的原因，分以下几种类型：
（1）大气过电压：由直击雷引起，特点是持续时间短暂，冲击性强,与雷击活动强度有直接关系，与设备电压等级无关。
（2）工频过电压：由长线路的电容效应及电网运行方式的突然改变引起，特点是持续时间长，过电压倍数不高，一般对设备绝缘危险性不大，但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。
（3）操作过电压：由电网内开关操作引起，特点是具有随机性，但最不利情况下过电压倍数较高。因此30KV及以上超高压系统的绝缘水平往往由防止操作过电压决定。
（4）谐振过电压：由系统电容及电感回路组成谐振回路时引起，特点是过电压倍数高、持续时间长。
3、过电流产生的原因，分以下2种类型：
（1）过载电流： 电气回路因所接用电设备过多或所供设备过载（例如所接电动机的机械负载过大）等原因而过载。
（2）短路电流： 当回路绝缘因种种原因（包括过载）损坏，电位不相等的导体经阻抗可忽略不计的故障点而导通，这被称作短路。
三、危害不同
1、过负荷危害：电气设备和线路出现过负荷后，其温度将超过所用绝缘材料的最高允许值，烧毁绝缘；如不及时切除，还会发展成漏电或短路故障。
2、过电压危害：
（1）雷击会造成电力线路或电气设备绝缘击穿损坏，不仅中断供电，甚至引起火灾。
（2）由于电气设备运行操作不当引起的内部过电压，同样也会引起电气设备绝缘击穿损坏，造成电力系统的极大破坏。
3、过电流危害：
（1）过载电流值不过是回路载流量的不多倍，其后果是工作温度超过允许值，使绝缘加速劣化，寿命缩短，它并不直接引发灾害。
（2）短路回路的通路全为金属通路，这种短路被归为金属性短路，其短路电流值可达回路导体载流量的几百以至几千倍，它可产生异常高温或巨大的机械应力从而引起种种灾害。
过载保护的保护值一般比较低，低于过电流保护的保护值，过载保护值一般为额定的12倍、过电流保护值一般为额定电流值的3-4倍。
过载保护主要用于负荷侧卡涩、转矩增大等一类的故障，这类故障不会引起电机电流大幅度的增加，但电机转速会下降，电流会增加造成线圈过热损坏，动作于跳闸、动作时间较长，一般基于端子发热来保护。
过电流保护主要作用于短路故障、堵转等电流会突然增加的这一类故障，一般作为速断保护的后备保护。动作时间较过载短。
参考资料：
——过负荷保护
——过电压
——过电流
电力系统中产生铁磁谐振过电压的原因是什么
电力系统中产生操作过电压的情况有：
1、切断电感性负载引起的操作过电压。
2、切断电容性负载引起的操作过电压。
3、空载线路合闸操作过电压和系统解列过电压。
4、中性点绝缘系统中的间歇电弧接地过电压。
电力系统引起工频过电压的主要原因有哪些？
系统的中性点不接地系统，当系统遭到一定程度的冲击扰动，从而激发起铁磁共振现象。由于对地电容和互感器的参数不同，可能产生三种频率的共振：基波共振、高次谐波共振和分频谐波共振。各种共振的表现形式如下：
基波共振。系统二相对地电压升高，一相对地电压降低。中性点对地电压(可由互感器辅助绕组测得电压)略高于相电压，类似单相接地，或者是二相对地电压降低，一相对地电压升高，中性点有电压，以前者为常见。
分频谐波共振，三相电压同时升高，中性点有电压，这时电压互感器一次电流可达正常额定电流的30～50倍以致更高。中性点电压频率大多数低于1/2工频。
高次谐波共振，三相电压同时升高，中性点有较高电压，频率主要是三次谐波。
在正常运行条件下，励磁电感L1=L2=L3=L0，故各相对地导纳Y1=Y2=Y3=Y0，三相对地负荷是平衡的，电网的中性点处于零电位，即不发生位移现象。
但是，当电网发生冲击扰动时，如开关突然合闸，或线路中发生瞬间弧光接地现象等，都可能使一相或两相对地电压瞬间升高。如果由于扰动导致A相对地电压瞬间升高，这使得A相互感器的励磁电流突然增大而发生饱和，其等值励磁电感L1相应减小，以致Y1≠Y0，这样，三相对地负荷变成不平衡了，中性点就发生位移电压。如果有关参数配合得当，对地三相回路中的自振频率接近于电源频率，这就产生了严重的串联谐振现象，中性点的位移电压(零序电压)急剧上升。
三相导线的对地电压UA、UB、UC等于各相电源电势与移位电压的向量和，当移位电压较低时向量迭加的结果可能使一相对地电压升高，另外两相则降低；也可能使两相对地电压升高，另一相降低。一般以后者为常见，这就是基波谐振的表现形式。
电压互感器的一组二次侧绕组往往接成开口三角形式，当线路发生单相接地时，电力网的零序电压(即中性点位移电压)就按比例关系感应至开口三角绕组的两端，使信号装置发出接地指示。显然在发生上述铁磁谐振现象时，位移电压同样会反映至开口三角绕组的两端，从而发生虚幻接地信号，造成值班人员的错觉。
由模拟试验中得出，分次谐波谐振时过电压并不高，而电压互感器电流极大，可达额定电流的30～50倍，所以常常使电压互感器因过热而爆炸。基波谐振时过电流并不大，而过电压较高。高次谐波谐振时，一般电流不大，过电压很高，经常使设备绝缘损坏。
三次谐波电压的产生可以认为是由电压互感器的激磁饱和所引起的。如中性点绝缘的电源对三相非线性电感供电。由于未构成三次谐波电流的通路，故各相中出现三次谐波电压，并在辅助绕组开口三角处产生各相三次谐波电压合成电压。当不大的对地电容与互感器并联形成振荡回路，其振荡回路的固有频率为适当数值时将引起甚高的三次谐波过电压。三次谐波共振的发生，需要足够高的运行电压，因为电压低时互感器饱和甚微，它所含的三次谐波将极校基频情况下的电压升高，是因为随铁心电感饱和程度不同，合成导纳可能呈电容性或电感性。回路中电流变化时，合成导纳的数值和相位将显著变化，显然随三相线路各相中电压电流数值不同，各相合成导纳的数值和相位差别将很大，因而引起中性点位移，并使某些相电压升高。
在分次谐波谐振时，三相电压同时升高；在基波谐振时，两相电压升高，一相电压降低；在三次谐波谐振时三相电压同时升高。
电力系统涉及到过电压保护以及过电流保护的问题，我想知道超出正常电压百分之多少算过电压？
电力系统引起工频过电压的主要原因有哪些？
产生工频过电压的主要原因是：空载长线路的电容效应，不对称接地引起的正序、负序和零序电压分量作用，系统突然甩负荷使发电机加速旋转等。过电压分外部过电压和内部过电压。外部过电压又称雷电过电压。而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，分为工频过电压、操作过电压和谐振过电压。通常，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。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。常见的有线路合闸和重合闸过电压、切除空载线路过电压、切断空载变压器过电压 、开断高压感应电机过电压、开断并联电容器过电压、弧光接地过电压。而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。常见的有线性谐振过电压、铁磁谐振过电压、参数谐振过电压。过电压，是指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，属于电力系统中的一种电磁扰动现象。电工设备的绝缘长期耐受着工作电压，同时还必须要承受一定幅度的过电压，才能保证电力系统安全可靠地运行。
过电压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。过电压的出现通常是负荷投切的结果，例如：切断某一大容量负荷或向电容器组增能（无功补偿过剩导致的过电压）。请参考：《GB/T 18481-2001》 电能质量 暂时过电压和瞬态过电压 ，国家标准。
