电力系统内部过电压及防护措施分析.pdf

非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮 电力系统内部过电压及防护措施分析 【摘要】在电力设备正常运行过程中，有时即使无雷电等外部侵入也会出 现损坏的事故。通常将电网内部原因造成的过电压称为内部过电压，其对电网系 统有着直接而有效的影响。本文将对电力系统内部过电压进行分析，并且提出切 实可行的防护措施。 【关键词】电力系统；过电压；防护措施；分析 引言 在电力系统中，其运行的可靠性与过电压大小有着不可分割的关系。过电压 可以分为稳态过电压与暂态过电压两种。内部过电压能量大部分来自于电网自 身，并且在额定电压基础之上而产生的，因此，其幅值一般和额定电压的大小成 正相关，并且具备统计的性质。 1 暂时过电压种类 1.1 由接地故障而导致的过电压 在电力系统中，故障时有发生，发射管单相接地故障次数相对较多，并且其 伴随着系统电压等级增大而不断增加。当发生故障为单相接地故障时，以故障点 为作为等效点系统等值正序、负序阻抗为：Z1=Z2=JX1 ，零序限抗为：ZO=JX0 ， 等值电动势为E ，A 相接地时，B 、C 两正常相的过电压UB 、UC 可按照下式进 行计算： 因为避雷器并不具有保护单相接地时增大单相电压的功能，但是在实际运行 过程中，发生单相故障的次数却最多，所以即使产生单相接地故障时正常相过电 压尚未达到，然而在实际操作中防护内部过电压常常是用单相接地时正常相工频 过电压的值来选择合适的避雷器灭弧电压，并且对于中性点非接地系统来说，因 为 X0/X11/ωC 时，才会引起电压升高导致铁磁谐振，铁磁谐振之后会导致电流 反响，极易引起电机反转的故障。一般情况下，可以采取相应的措施来破坏谐振 的条件，例如：减小电抗、增加电阻或者使用消谐器等等。 2 暂态过电压防护措施 2.1 间歇性电弧接地过电压 间歇性电弧接地过电压一般都是发生在中性点不接地系统之中，因为此类系 统具备发生单相接地仍然能持续工作两小时的特征，所以其中电弧可能发生多次 充入，使得线路中负荷进行多次重新分配，引起中性点电压上升，最终导致过电 压。虽然此种过电压的幅值相对较小，只为额定电压的3 倍左右，然而由于其持 续的时间比较长，并且范围相对比较广，将对弱绝缘设备造成严重影响，应该采 好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。——《中庸》 一寸光阴一寸金，寸金难买寸光阴。——《增广贤文》 取相应措施来避免。 2.2 切小电感性电流电压 系统中的变压器和空载电动机属于小电感性负荷，因为通常情况下，断路器 是依照大电流的条件来设计的灭弧能力，所以当切断电流时极易引起电感与电容 震荡，此时对地杂散电容相对较小，并且容易导致高幅值的过电压。 2.3 开断电容性电流过电压 电网中电容性电流主要由空载线路、电缆等等而产生，当断路器完成开断时， 如果介质的强度上升的速度超过恢复电压上升的速度，那么就会引起重燃现象， 此时如果断路器断口两侧电压极性相反，那么重燃之后就会出现电源持续供能而 引起系统充分震动，进而产生过电压。因为此种电压由断路器重燃所导致，所以 可以使用限制断口电压上升幅值来对过电压进行限制，具体可以采取在断路器断 口处并联电阻以起到阻尼的效果。 3 合空载长线过电压 在系统中经常会出现对空载线路进行关合等等常规的操作，在超高压的系统 之中，重合闸经常会出现相对比较严重后果的过电压，同时，线路残压容易与回 合电源电压叠加，这样就加剧了振荡，在计及空载长线路电容效应的基础下过电 压甚至能够达到额定电压的三倍，可使用下列措施进行一定