过电压保护器的定义和产生

电力系统中存在着大量的“储能元件”，这就是储静电能量的电容和储磁能的电感。这些元件组成了各种不同的振荡回路，在正常运行时，这些振荡回路 被负载所阻尼或分路，一般不会产生严重的振荡。但在发生故障时，系统接线方式和参数发生改变，就有可能发生谐振。谐振过电压又可分为线性谐振、参数谐振 和铁磁谐振 线性谐振分析 自振频率等于或接近电源频率时形成的谐振现象。即ω=ω。=1/√LC。 实际电力系统中，往往可以在设计或运行时避开这种谐振，因此完全满足线性谐振的机会是极少的。但是，即使在接近谐振条件下，往往也会产生很高的过电压,所以要加装TBP过电压保护器。 线性谐振过电压幅值受到回路中损耗（电阻）的限制；同时，在有些情况下，由于谐振时电流的急剧增加，回路中的铁磁元件趋向饱和，使系统自动偏离谐振 状态而限制其过电压幅值。 参数谐振分析 系统中某些电感元件的电感参数在某种情况下会发生周期性的变化。在某种参数搭配下，就有可能产生谐振现象。参数谐振所需能量来源于改变参数的 原动机。当电感参数变化时所引入的能量足以补偿回路中的损耗，谐振不断发展。对应于一定的回路电阻，有一定的自激范围。谐振发生后，理论上振幅趋向无穷 大，而不像线性谐振那样受到回路电阻的限制。但实际上电感的饱和会使回路自动偏离谐振条件，加装了TBP过电压保护器能使过电压得以限制。 当发电机带有电容性负载，如一段空载线路，在某种参数搭配下，就有可能产生参数谐振现象。有时将这种现象称作发电机的自励磁或自激。发电机投入电网运行前，设计部门要进行自激的校核，一般正常情况下，参数谐振是不会发生的。铁磁谐振分析 电路中带有铁芯的电感元件，会产生饱和现象，其电感不再是常数，而是随着电流或磁通的变化而变化。这种含有非线性电感元件的电路，在满足一定条件时，会发生铁磁谐振,这时就得加装10KV过电压保护器了。 电力系统中发生铁磁谐振的机会是相当多的。国内外运行经验表明，它是电力系统某些严重事故的直接原因。电感L为非线性电感，要精确求解该电路， 必须解非线性微分方程 。当谐振发生时，回路中不仅仅有基频分量，还可能存在着高次谐波分量。简单分析该电路时，可忽略高次谐波分量，只考虑基频分量，把谐振下的电压和电流仍看 作正弦波求解。 回路的三个平衡点：a1, a2, a3a1, a3是稳定平衡点， a2是不稳定平衡点，它经不起任何的扰动，在扰动下会趋向于a1或 a3 。a1, a3是电路的稳定平衡点，当外加电势E从小增加时，系统首先稳定在a1点。若此时继续增大E，则a1点上移，以致于和a2点重合，系统从点跳跃至a3点。 在跃变的过程中，电路发生如下现象：电感铁芯饱和，回路电流急剧增大。电容电压急剧增大,系统由感性变为容性,铁磁谐振的“激发”条件：为了建立起稳定的 谐振点a3，回路必须经过强烈的扰动过程，例如发生故障，断路器跳闸，切除故障等。 TBP过电压保护器能起到良好的保护作用,铁磁谐振的“保持”：在铁磁谐振的条件下，即使降低电压，铁磁谐振也不会马上消失。