內(nèi)部過電壓是由于操作（合閘、拉閘）、事故（接地、斷線等）或其他原因，引起電力系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生突然變化，出現(xiàn)從一種穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N穩(wěn)態(tài)的過程，在這個(gè)過程中可能產(chǎn)生對系統(tǒng)有威脅的過電壓。這些過電壓是系統(tǒng)內(nèi)部電磁能的振蕩和積聚所引起的，所以稱為內(nèi)部過電壓。內(nèi)部過電壓可分為工頻過電壓、諧振過電壓、操作過電壓。
    內(nèi)部過電壓和大氣過電壓是較高的，它可能引起絕緣弱點(diǎn)的閃絡(luò)，可能引起電氣設(shè)備絕緣損壞，甚至燒毀。在超高壓和特高壓系統(tǒng)中，內(nèi)部過電壓成為反映絕緣水平的主要因素之一，因此限制內(nèi)部過電壓是超高壓和特高壓系統(tǒng)的重點(diǎn)。
    內(nèi)部過電壓倍數(shù)及其主要限制措施，如表7-1所示。

             
    （一）工頻過電壓
    電力系統(tǒng)中在正�；蚬收蠒r(shí)可能出現(xiàn)幅值超過最大工作電壓（相電壓）、頻率為T頻或接近工頻的屯壓升高，統(tǒng)稱為工頻電壓升高或工頻過電壓。
    工頻電壓升高本身對系統(tǒng)中正常絕緣的電氣設(shè)備一般是沒有危險(xiǎn)的，但在超高壓、遠(yuǎn)距離輸電確定絕緣水平時(shí)起重要作用，E13005-2主要原因有：
    (1)操作過電壓的高頻部分通常疊加在工頻過電壓之上，從而使操作過電壓能達(dá)到很高的幅值。
    (2)工頻電壓升高的大小將影響過電壓保護(hù)電器的工作條件和保護(hù)效果。如避雷器的額定電壓是由工頻電壓升高決定的，若要求避雷器最大允許工作電壓較高，則其殘壓也將提高，相應(yīng)地被保護(hù)的絕緣設(shè)備強(qiáng)度亦相應(yīng)提高。再如，斷路器并聯(lián)電阻因工頻電壓升高而使斷路器操作時(shí)流過并聯(lián)電阻的電流增大，并聯(lián)電阻要求的熱容量亦隨之增大，造成低值并聯(lián)電阻的制造困難。
    (3)工頻電壓升高持續(xù)時(shí)間長，對設(shè)備絕緣及其運(yùn)行性能有重大影響。
    幾種重要的工頻過電壓是：空載長線路電容效應(yīng)引起的工頻過電壓；不對稱短路時(shí)正常相上的工頻過電壓；突然甩負(fù)荷引起的工頻電壓升高。
    l.空載長線路的電容效應(yīng)引起的電壓升高
    空載長線路的電容效應(yīng)引起的工頻電壓升高分析見本書第二章第二節(jié)。
    2．不對稱短路引起的電壓升高
    不對稱短路是輸電線路中最常見的故障形式，在單相或兩相不對稱對地短路時(shí)，非故障相的電壓一般來說將會(huì)升高；其中單相接地時(shí)非故障相的電壓可達(dá)較高值，為此這里僅討論單相接地故障時(shí)的電壓升高問題。單相接地后，故障點(diǎn)三相電流和電壓是不對稱的，為計(jì)算非故障相電壓升高的方便，可采用對稱分量法，通過復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析。設(shè)線路A相故障接地，非故障相電壓升高計(jì)算式為

          
    式中：U_AO為故障點(diǎn)故障前的相對地電壓；K為接地系數(shù)；x₁、xo分別為由故障網(wǎng)絡(luò)的正序電抗和零序電抗。  
    接地系數(shù)K表示單相接地故障時(shí)，健全相的最高對地工頻電壓有效值與無故障時(shí)對地電壓有效值之比。根據(jù)接地系數(shù)的表達(dá)式可畫出圖7-2中的接地系數(shù)K與x₀/x₁的關(guān)系曲線。在超高壓電網(wǎng)中為了降低過電壓值，將全部變壓器中性點(diǎn)接地，其零序的電抗呈感性，因而xo/x₁值較小(xo/x1=1.5-2.5).這樣，當(dāng)系統(tǒng)友生單相接地故障時(shí)，非故障辛電壓升高一般在1.3倍的相電壓（0.75倍線畦壓）以下。當(dāng)線路末端發(fā)生接地時(shí)，故障點(diǎn)非故障相電壓上升要比首端接地時(shí)高；這是因?yàn)閺哪┒丝吹腒值比之從首端看去的K值要大些。當(dāng)單相接地發(fā)生在近點(diǎn)遠(yuǎn)處時(shí)，系統(tǒng)零序電抗可小于正序電抗，即K值可能小于l，此時(shí)，故障點(diǎn)非故障相電壓可能略低于相電壓。    

                       
    3．突然甩負(fù)荷引起工頻電壓升高
    (1)甩負(fù)荷引起工頻電壓升高的主要因素有以下三種：
    (1)線路輸送大功率時(shí)，發(fā)電機(jī)的電勢必然高于母線電壓，甩負(fù)荷后，發(fā)電機(jī)的磁鏈不能突變，將在短暫時(shí)間內(nèi)維持輸送大功率時(shí)的暫態(tài)電勢。跳閘前輸送功率越大，則暫態(tài)電勢(高，計(jì)算T頻電壓所用等值電勢越大，工頻電壓升高就越大。
    (2)線路末端斷路器跳閘后，空載線路仍由電源充電，線路越長，電容效應(yīng)越顯著，工頻電壓越高。   
    (3)原動(dòng)機(jī)的調(diào)速器和制動(dòng)設(shè)備有惰性，甩負(fù)荷后不能立即收到調(diào)速效果，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加（飛逸現(xiàn)象），造成電勢和頻率都上升的結(jié)果嚴(yán)重。  
    綜上所述，由于線路電容效應(yīng)、不對稱接地故障、發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷而引起的工頻電壓升高，若不加以限制會(huì)達(dá)到較大的數(shù)值。這種暫態(tài)工頻過電壓對過電壓保護(hù)和絕緣配合影響較大，其影響程度不超過正常運(yùn)行工頻電壓的1.3倍，線路不超過1.4倍。500kV空載變壓器允許運(yùn)行1.3倍工頻電壓，持續(xù)1min;并聯(lián)電抗器允許1.4倍工頻電壓，持續(xù)Imin。
    4．工頻過電壓的限制措施
    工頻過電壓的限制措施有：
    (1)利用并聯(lián)高壓電抗器補(bǔ)償空載線路的電容效應(yīng)。
    (2)利用無功補(bǔ)償裝置起到補(bǔ)償空載線路電容效應(yīng)的作用。
    (3)變壓器中性點(diǎn)直接接地可能降低由于不對稱接地故障引起的工頻電壓升高。
    (4)發(fā)電機(jī)配置性能良好的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器或調(diào)壓裝置，使發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷時(shí)能抑制容性電流對發(fā)電機(jī)的助磁電樞反應(yīng)，從而防止過電壓的產(chǎn)生和發(fā)展。
    (5)發(fā)電機(jī)配置反應(yīng)靈敏的調(diào)速系統(tǒng)，使得突然甩負(fù)荷時(shí)能有效限制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速上升造成的工頻過電壓。
    (6)線路中增設(shè)開關(guān)站，將線路長度減短。