随着我国经济的发展,电力负荷快速增长,特高压输电线的建设已经成为必然趋势。特高压输电线送电距离长、输送容量大、能量损耗小,具有巨大的经济效益,但其过电压问题严重,成为特高压系统设计中的重要问题,它不仅影响变压器、断路器、输电线路等电力设备绝缘的投资,而且还直接关系到电力系统能否安全可靠地运行。目前国内外对于各种类型过电压产生的原因都有了深入的研究,并且已经提出了各种限制措施,也取得了很好的效果。但是由于发电机模型及其暂态过程比较复杂,对于发电机带长距离输电线突然甩负荷所引起的过电压的研究却很少。发电机带长线路甩负荷时,因容性电流对发电机产生助磁作用从而使发电机发生自励磁和过电压。对于特高压系统来说,其线路长,分布电容大,发电机甩负荷后相当于带了容性负荷,产生极大的容性电流,从而使发电机发生自励磁,产生过电压,危害到发电机及电气设备。因此,对于发电机自励磁的研究具有非常重要的意义。本文首先对自励磁进行了分析,介绍了自励磁发展的物理过程,产生条件以及发电机磁路饱和对于发电机自励磁的影响,并利用matlab对无励磁状态和空载状态下发电机的自励磁过程进行了研究和数字仿真,阐明了自励磁的发展过程,提出并研究了利用金属氧化物避雷器来限制自励磁过电压的方法。介绍了金属氧化锌避雷器的特性,选取合适的参数建立了避雷器的数学模型,并利用该模型进行了数字仿真,证明了利用氧化锌避雷器限制自励磁过电压的可行性和有效性。