試述電力過(guò)電壓的裝置及防護(hù)方法

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1暫態(tài)過(guò)電壓的類(lèi)型

1.1負(fù)載突變形成的過(guò)電壓

在另一種情況下也會(huì)形成過(guò)電壓，即當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)臨時(shí)性故障時(shí)，這時(shí)需要將一些較大負(fù)荷的供電停止，這樣也會(huì)導(dǎo)致電壓的升高，產(chǎn)生內(nèi)部過(guò)電壓的情況發(fā)生。

（1）發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行過(guò)程中，其磁鏈?zhǔn)遣粫?huì)發(fā)生突變的，所以其會(huì)一直保持足夠的輸送功率，而其暫電動(dòng)勢(shì)則是不變的，這樣則會(huì)出現(xiàn)相對(duì)電壓升高的情況。

（2）發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)其制動(dòng)系統(tǒng)及調(diào)速器本身所固有的慣性會(huì)使其保持一定的轉(zhuǎn)速，而當(dāng)發(fā)生甩負(fù)荷時(shí)轉(zhuǎn)速則會(huì)增加，從而使電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)及頻率增加。

（3）一旦甩負(fù)荷發(fā)生在輸電線路長(zhǎng)線的末端時(shí)，這時(shí)末端的電容效應(yīng)則會(huì)使電壓升高，從而產(chǎn)生過(guò)電壓的現(xiàn)象發(fā)生。針對(duì)于以上情況導(dǎo)致的過(guò)電壓，可以在實(shí)際操作中采用并聯(lián)電抗器、控制空載線路投切及限制長(zhǎng)線路電容效應(yīng)、在電機(jī)側(cè)應(yīng)加裝快速消勵(lì)磁系統(tǒng)等措施來(lái)減少或是避免過(guò)電壓的發(fā)生。

1.2諧振過(guò)電壓

系統(tǒng)發(fā)生諧振的根本原因?yàn)殡姼?、電容元件共同組成的回路在工頻或某一頻率下發(fā)生了共振?？蓪⑵浞譃榉蔷€性諧振和線性諧振兩種，線性諧振雖然過(guò)電壓值很高，但諧振的條件范圍較窄，即只有在非全相操作或系統(tǒng)故障時(shí)才會(huì)出現(xiàn)，如當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障且其正序、零序阻抗?jié)M足時(shí)才會(huì)發(fā)生線性諧振。而非線性諧振是由系統(tǒng)中變壓器或互感器等鐵磁元件引發(fā)的，且隨著外部電壓的變化而改變，若回路中存在電纜、串聯(lián)補(bǔ)償電容器等元件且滿足ωL＞1/ωC時(shí)才會(huì)導(dǎo)致電壓升高從而發(fā)生鐵磁諧振，且鐵磁諧振后會(huì)發(fā)生電流反向，容易引發(fā)電機(jī)反轉(zhuǎn)的事故。系統(tǒng)發(fā)生諧振過(guò)電壓所持續(xù)的時(shí)間是與其回路本身特性有關(guān)的，有可能僅持續(xù)一段時(shí)間亦或是穩(wěn)定的，此時(shí)諧振過(guò)電壓對(duì)系統(tǒng)的影響不大，但若其持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)則可能引發(fā)系統(tǒng)一系列的諧振操作，因此必須采取一定的措施破壞諧振條件，如增加電阻、減小電抗或采用消諧器等。

2暫態(tài)過(guò)電壓防護(hù)措施

2.1間歇性電弧接地過(guò)電壓

間歇性電弧接地過(guò)電壓通常發(fā)生在中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中，由于該類(lèi)系統(tǒng)具有即使發(fā)生單相接地也能繼續(xù)工作兩小時(shí)的特性，因此其中的電弧可能多次發(fā)生充入，使線路上的負(fù)荷發(fā)生多次的重新分配，導(dǎo)致中性點(diǎn)電壓升高，最終發(fā)生過(guò)電壓。雖然此種過(guò)電壓的幅值較小，僅為額定電壓的3.5倍，但由于其持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)且范圍較大，將對(duì)弱絕緣的設(shè)備造成嚴(yán)重影響，應(yīng)采取一定的措施加以避免。若電網(wǎng)的中性點(diǎn)接入的是消弧線圈，則此時(shí)電感電流補(bǔ)償了中性點(diǎn)的電容電流，減小了重燃的次數(shù)及過(guò)電發(fā)生的概率。

2.2切小電感性電流電壓

系統(tǒng)中的空載電動(dòng)機(jī)及變壓器即為小電感性負(fù)荷，由于斷路器通常按照大電流條件設(shè)計(jì)滅弧能力，因此其切斷小電流時(shí)容易引發(fā)電感和電容形成振蕩，此時(shí)的對(duì)地雜散電容較小，會(huì)導(dǎo)致幅值極高的過(guò)電壓的出現(xiàn)。由于產(chǎn)生此類(lèi)過(guò)電壓的電流較小，因此常用避雷器進(jìn)行防治。

2.3開(kāi)斷電容性電流過(guò)電壓

電容器所產(chǎn)生的電容性電流，所產(chǎn)生的位置多發(fā)生在電纜和空載線路上，這主要是由于斷路在開(kāi)民過(guò)程中所引起的重燃現(xiàn)象所引起的系統(tǒng)振蕩，從而引發(fā)過(guò)電壓。所以當(dāng)發(fā)生這種過(guò)電壓時(shí)，需要針對(duì)于控制斷口電壓上升的幅度來(lái)進(jìn)行，可以在斷路器的斷口處來(lái)進(jìn)行并聯(lián)電阻，從而起到阻止過(guò)電壓的產(chǎn)生。

3合空載長(zhǎng)線過(guò)電壓

在電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，對(duì)空載線路進(jìn)行關(guān)合操作是比較常進(jìn)行的，特別是對(duì)于超高壓系統(tǒng)，在進(jìn)行重合閘操作時(shí)所產(chǎn)生過(guò)電壓，對(duì)系統(tǒng)所造成的威脅是十分嚴(yán)重的，這也是對(duì)電網(wǎng)絕緣水平進(jìn)行衡量的一個(gè)關(guān)鍵因素。當(dāng)進(jìn)行重合閘操作時(shí)，當(dāng)線路有殘壓時(shí)，這時(shí)殘壓會(huì)與電源電壓相互疊加而加速振蕩的程度，這是過(guò)電壓則會(huì)達(dá)到額定電壓的三位。針對(duì)此種情況可采用如下措施加以限制：采用帶合閘電阻的斷路器進(jìn)行合閘操作；及時(shí)消除線路的殘余電壓；采用專(zhuān)門(mén)的裝置加以判斷，在斷路器的兩相電壓最低時(shí)完成選相合閘操作；使用磁吹型的金屬氧化物避雷器作為專(zhuān)門(mén)的后備保護(hù)。

4結(jié)束語(yǔ)

一旦電力系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生過(guò)電壓，則對(duì)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行將會(huì)造成嚴(yán)重的影響，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致各種事故的發(fā)生，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，在電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，并不是所有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的操作電壓都是相同的，所以在實(shí)際操作中應(yīng)該根據(jù)電壓等級(jí)的不同，來(lái)對(duì)內(nèi)部所產(chǎn)生的過(guò)電壓進(jìn)行有效的分析，加以區(qū)別，應(yīng)針對(duì)內(nèi)部的過(guò)電壓所產(chǎn)生的原因進(jìn)行有效的防范和治理，從而保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

作者：范秀麗單位：青海省電力公司檢修公司