特高壓輸電線路過電壓保護與控製係統研究
電力科技
作者：陳興
摘要：文章對特高壓輸電線路的工頻過電壓進行了探討，對操作過電壓進行了理論上的剖析，研究了過電壓發生的緣由，給出了抑製過電壓、保護特高壓輸電線路的方法。
關鍵詞：特高壓輸電線路；過電壓保護；過電壓控製；工頻過電壓；操作過電壓 文獻標識碼：A
中圖分類號：TM862 文章編號：1009-2374（2015）23-0147-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.074
特高壓輸電線路過電壓的維護與控製係統的探究鑽研是增強特高壓電網的主幹網絡的必要步驟，它不但會關係到變壓器、斷路器等特高壓專用裝置絕緣強度的數值，還能夠直接影響到電力係統是否能夠安全可靠地運行。本文對特高壓輸電線路的工頻過電壓和操作過電壓發生的緣由進行了充分的理論剖析，還給出了一些對於過電壓係統的維護與控製的方法。
1 過電壓
電源電壓超過其額定值的電壓就叫做過電壓，外部過電壓和內部過電壓就組成了特高壓輸電線過電壓。
1.1 外部過電壓
外部過電壓是指因為大氣環境中的雷雨雲放電從而引發的電力係統的電壓升高，故而它也稱為大氣過電壓或雷電過電壓。顧名思義，外部過電壓是由大氣環境等外部因素造成的，帶有很明顯的不可預知性。限定電力係統的雷電過電壓的方法很多，一般人們利用避雷針和避雷線，有些地方則會使用專門的避雷器來限定雷電過電壓。
1.2 內部過電壓
電力係統產生故障和/或開關操作而造成的電網中的電磁能量的轉化，從而造成瞬時或非常短的時間的高於電網規定許可電壓並能對電網中的各種專用設備造成威脅的升高的部分電壓叫做內部過電壓。內部過電壓是一種電磁暫態狀態，在電力係統中很常見，暫時性過電壓和操作性過電壓兩大類過電壓基本就可以包括所有內部過電壓狀況了。
1.3 暫時過電壓
在暫態過渡進程完結後至少可以在0.1秒內保持不變的過電壓才可以稱為暫時過電壓。把暫時過電壓繼續分類，又可以細分為工頻過電壓和諧振過電壓這兩大類。因為特高壓係統線路的特點是容量非常大、距離非常遠，從而使得本身的無功功率也非常大，這造成了其在甩負荷時也許會致使係統本身嚴重的暫時過電壓；在正常運行的時候，負荷的轉變將會給無用功調節、電壓的控製和故障時的單相重合閘潛供電流熄滅等造成一係列困難。
1.4 操作過電壓
操作過電壓就是在發生故障和/或操作時那一瞬時發生的、一般情形下會在幾十毫秒以內的基本保持不變的過渡進程中的過電壓，與雷電過電壓非常單一的發生緣由不一樣，內部過電壓表現出其發生緣由和發展進程中影響要素的多樣性，還具備了種類異常繁複、機理現象各不相同的特征，從過電壓保持不變化的時間上來看，外部過電壓保持不變的時間最短，操作電壓保持不變的時間處於中間位置，暫時過電壓保持時間最久，乃至一些特殊的暫時過電壓會長時間存在。
2 工頻過電壓及其控製係統
2.1 工頻過電壓
空載長線的電容效應、不對稱接地故障引發的正常相位的電壓升高還有甩負荷等都是造成工頻過電壓發生的原因，它不僅與體係的構造、容量等因素有關，還與係統的各個參數、係統的運行狀態有關聯，其頻率一定是等於或非常接近工程規定的額定頻率。
2.1.1 空載線路的電容效應。若是輸電線路忽然從負荷這一側斷開，那麼電路就處於了開路狀態下。此時，線路上，尤其是尾端，會呈現出較高的電壓升高狀態的情況。在係統發生並車現象以前，若是先從電源這一端投入線路時，也可能會呈現出相同的情況，這些過電壓便是由空載線路的電容效應引發的。
2.1.2 不對稱短路。短路的時候，健全相上呈現出工頻電壓會升高，這是由電流中的零序分量引起的，通常這類狀態會被我們常稱為不對稱效應，最為常見也最為嚴重的障礙就是以單相接地這樣的故障。