4 暂时过电压、操作过电压及限制
4.1 暂时过电压及限制
4.1.1 工频过电压幅值应符合下列要求：
1 范围Ⅰ中的不接地系统工频过电压不应大于1.1
.；
2 中性点谐振接地、低电阻接地和高电阻接地系统工频过电压不应大于
；
3 110kV和220kV系统，工频过电压不应大于1.3p.u.；
4 变电站内中性点不接地的35kV和66kV并联电容补偿装置系统工频过电压不应超过
.。
4.1.2 对范围Ⅱ系统的工频过电压，在设计时应结合工程条件加以预测，预测系统工频过电压宜符合下列要求：
1 正常输电状态下甩负荷和在线路受端有单相接地故障情况下甩负荷宜作为主要预测工况；
2 对同塔双回输电线路宜预测双回运行和一回停运的工况。除预测单相接地故障外，可预测双回路同名或异名两相接地故障情况下甩负荷的工况。
对范围Ⅱ同塔双回输电线路，预测系统工频过电压的条件依目前工程研究的实际情况纳入。同塔双回输电线路同名或异名两相接地故障发生概率较小，可根据工程实际情况确定是否考虑。
4.1.3 范围Ⅱ系统的工频过电压应符合下列要求：
1 线路断路器的变电站侧的工频过电压不宜超过1.3p.u.；
2 线路断路器的线路侧的工频过电压不宜超过1.4p.u.，其持续时间不应大于0.5s；
3 当超过上述要求时，在线路上宜安装高压并联电抗器加以限制。
第2款中对于条件不同的工程需做具体硏究。线路断路器的线路侧的工频过电压虽然超过1.4p.u.但对系统操作过电压水平、电气装置绝缘水平没有实质性影响，且能可观地减少高压并联电抗器的容量时，适当地放宽对工频过电压的要求是经济合理的。
4.1.4 设计时应避免110kV及220kV有效接地系统中偶然形成局部不接地系统产生较高的工频过电压，其措施应符合下列要求：
1 当形成局部不接地系统，且继电保护装置不能在一定时间内切除110kV或220kV变压器的低、中压电源时，不接地的变压器中性点应装设间隙。当因接地故障形成局部不接地系统时，该间隙应动作；系统以有效接地系统运行发生单相接地故障时，间隙不应动作。间隙距离还应兼顾雷电过电压下保护变压器中性点标准分级绝缘的要求。
2 当形成局部不接地系统，且继电保护装置设有失地保护可在一定时间内切除110kV及220kV变压器的三次、二次绕组电源时，不接地的中性点可装设无间隙金属氧化物避雷器（MOA），应验算其吸收能量。该避雷器还应符合雷电过电压下保护变压器中性点标准分级绝缘的要求。
运行经验表明，110kV及220kV变压器不接地的中性点装设的间隙，在运行中的误动作时有发生。主要有下列两种情况：
系统以有效接地系统运行，因线路雷击闪络发生单相接地故障时间隙动作。在广东、四川、湖南等地均有发生。广东地区110kV线路雷击闪络发生单相接地故障，变电站间隙误动，因电气主接线条件其间隙回路中的继电保护使主变压器跳闸造成变电站停电。
系统以有效接地系统运行，同塔双回线路遭受雷击一回闪络跳闸过程中，另一回线路末端变电站变压器不接地的中性点装设的间隙误动。其间隙回路中的继电保护使另一回线路跳闸，造成双回路同时停电。
综合这些情况，并参考各地对此类问题的改进措施，补充了本规范本条第2款。
雷电过电压下保护变压器中性点标准分级绝缘的要求见本规范第5.4.13条第8款。
4.1.5 对于线性谐振和非线性铁磁谐振过电压，应采取防止措施避免其产生，或用保护装置限制其幅值和持续时间。
4.1.6 对于发电机自励磁过电压，可采用高压并联电抗器或过电压保护装置加以限制。当同步发电机容量小于自励磁的判据时，应避免单机带空载长线运行。不发生自励磁的判据可按下式确定：
式中：WN——不发生自励磁的发电机额定容量（MV·A）；
Qc——计及高压并联电抗器和低压并联电抗器的影响后的线路充电功率（Mvar）；
———发电机及升压变压器等值同步电抗标么值，以发电机容量为基准。
同步发电机带容性负荷条件下，发电机电感参数周期性变化与系统电容参数配合不当时，会引起发电机自励磁（参数谐振）过电压。
4.1.7 装有高压并联电抗器线路的非全相谐振过电压的限制应符合下列要求：
1 在高压并联电抗器的中性点接入接地电抗器，接地电抗器电抗值宜按接近完全补偿线路的相间电容来选择，应符合限制潜供电流的要求和对并联电抗器中性点绝缘水平的要求。对于同塔双回线路，宜计算回路之间的耦合对电抗值选择的影响。
2 在计算非全相谐振过电压时，宜计算线路参数设计值和实际值的差异、高压并联电抗器和接地电抗器的阻抗设计值与实测值的偏差、故障状态下的电网频率变化对过电压的影响。
装有并联电抗器的线路处于非全相状态时，由于健全相和断开相的相间电容耦合，可在断开相上引起非全相谐振过电压。
4.1.8 范围Ⅱ的系统中，限制2次谐波为主的高次谐波谐振过电压的措施应符合下列要求：
1 不宜采用产生2次谐波谐振的运行方式、操作方式，在故障时应防止出现该种谐振的接线；当确实无法避免时，可在变电站线路继电保护装置内增设过电压速断保护，以缩短该过电压的持续时间。
2 当带电母线对空载变压器合闸出现谐振过电压时，在操作断路器上宜加装合闸电阻。
范围Ⅱ的系统中，当空载线路或其上接有空载变压器时，由电源变压器断路器合闸、重合闸或由只带有空载线路的变压器低压侧合闸、带电线路末端的空载变压器合闸以及系统解列的情况下，由这些操作引起的过渡过程的激发使变压器铁芯磁饱和、电感做周期性变化，回路等值电感在2倍工频下的电抗与2倍工频下线路入口容抗接近相等时，会产生以2次谐波为主的高次谐波谐振过电压。
4.1.9 系统采用带有均压电容的断路器开断连接有电磁式电压互感器的空载母线，经验算可产生铁磁谐振过电压时，宜选用电容式电压互感器。当已装有电磁式电压互感器时，运行中应避免引起谐振的操作方式，可装设专门抑制此类铁磁谐振的装置。
4.1.10 变压器铁磁谐振过电压限制措施应符合下列要求：
1 经验算断路器非全相操作时产生的铁磁谐振过电压，危及110kV及220kV中性点不接地变压器的中性点绝缘时，变压器中性点宜装设间隙，间隙应符合本规范第4.1.4条第1款的要求。
2 当继电保护装置设有缺相保护时，110kV及220kV变压器不接地的中性点可装设无间隙MOA，应验算其吸收能量。该避雷器还应符合雷电过电压下保护变压器中性点标准分级绝缘的要求。
由单一电源侧用断路器操作中性点不接地的变压器出现非全相时，变压器的励磁电感与对地电容产生铁磁谐振，能产生2.0p.u.～3.0p.u.的谐振过电压；有双侧电源的变压器在非全相分合闸时，由于两侧电源的不同步在变压器中性点上可出现接近于2.0p.u.的过电压，产生铁磁谐振，会出现更高的过电压。
4.1.11 6kV～66kV不接地系统或偶然脱离谐振接地系统的部分，产生的谐振过电压有：
1 中性点接地的电磁式电压互感器过饱和；
2 配电变压器高压绕组对地短路；
3 输电线路单相断线且一端接地或不接地。
4 限制电磁式电压互感器铁磁谐振过电压宜选取下列措施：
1）选用励磁特性饱和点较高的电磁式电压互感器；
2）减少同一系统中电压互感器中性点接地的数量，除电源侧电压互感器高压绕组中性点接地外，其他电压互感器中性点不宜接地；
3）当XC0是系统每相对地分布容抗，Xm为电压互感器在线电压作用下单相绕组的励磁电抗时，可在10kV及以下的母线上装设中性点接地的星形接线电容器组或用一段电缆代替架空线路以减少XC0，使XC0小于0.01Xm；
4）当K13是互感器一次绕组与开口三角形绕组的变比时，可在电压互感器的开口三角形绕组装设阻值不大于
的电阻或装设其他专门消除此类铁磁谐振的装置；
5）电压互感器高压绕组中性点可接入单相电压互感器或消
谐装置。
当连接有中性点接地的电磁式电压互感器的空载母线，因合闸充电或在运行时接地故障消除的激发，使电压互感器过饱和产生铁磁谐振过电压。配电变压器高压绕组对地短路；输电线路单相断线且一端接地或不接地也可能产生谐振过电压。
第2款第5项是根据多年运行经验修订的。《6～1150kV电网雷电和内过电压保护手册》РД153-34.3-35.125-99给出的防止谐振的6kV、10kV和35kV电磁型电压互感器的接线图（图2），该电压互感器箱内装有2台互感器（三相和单相），它们有单独的磁路。三相高压绕组的中性点连接着单相互感器，用于测量零序电压。其原理与在电压互感器高压绕组中性点接入单相电压互感器一致。
图2 防止谐振的电磁型电压互感器的接线图
4.1.12 谐振接地的较低电压系统，运行时应避开谐振状态；非谐振接地的较低电压系统，应采取增大对地电容的措施防止高幅值的转移过电压。
非谐振接地的较低电压系统中转移过电压指零序电压通过电容，例如变压器绕组间或两条架空线路间的电容耦合，由较高电压系统传递到中性点不接地的较低电压系统，或由较低电压系统传递到较高电压系统，或回路参数形成串联谐振条件，产生的过电压。可通过安装电力电容器的措施增大对地电容。