电气工程一次设备过电压保护措施的分析

电气工程一次设备过电压保护措施的分析

冯灼坤

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摘要：供电系统是维持工厂运转的基础。各种电子设备和机械设备都必须依靠电能来实现自己的驱动。鉴于供电系统的重要性，工厂管理部门一般会设置专业的保护系统，防止内外干扰破坏供电系统，影响工厂的正确运行。基于此，下面讨论电气工程中一次设备的过电压保护措施，以供参考。

关键词：电气工程一次设备；过电压；保护措施的分析

引言

电力系统主要设备工作尺寸期间出现过电压问题，通常是由于设备电压值波动较大，超出技术规定的最大电压值，导致一系列工作尺寸和安全异常。此时电气设备的保护和过电压控制是电磁干扰管理的重要内容。主要技术范围包括:离线设备、主电源设备和设备内部过电压。相关技术人员需要在系统设计阶段准确确定电气设备的额定电压和绝缘能力等技术参数。需要调整系统安装过程，避免设备因电涌而损坏。

1电气一次设备过电压的危害

根据电气一次设备电压升高方式和发生区域的不同，过电压可分为内部过电压和外部过电压两种类型，其中，内部过电压指的是由电气设备自身所产生的内部能量、操作人员对电器设备操作不当引起的过电压，外部过电压指的是由雷云放电引起的过电压。无论何种类型的过电压均会对电气设备的正常使用和寿命产生诸多的不良影响，如内部过电压不仅会导致电力系统的电压、电容参数发生改变，从而引发大面积的停电，同时还会导致电气设备在运行过程中出现损坏、烧毁、爆炸等安全隐患问题，从而会对电气设备的使用寿命及相关工作人员的人身安全、企业的健康稳定发展造成严重的不良影响，因此，就需要电气设备管理人员全面分析电气一次设备过电压发生原因，并探寻有效的电气一次设备过电压保护措施，才能最大限度地降低电气一次设备过电压现象的发生，从而提高电气一次设备运行质量和保障其运行的安全性，进而才能促进企业各项电力相关的生产活动正常进行。

2过电压产生的原因

2.1间歇性接地导致过电压

在中性点未接地的系统中，单相电弧光接地时产生的间歇式电弧会产生电弧接地电压。每次接地电流为零时，电弧焊会暂时关闭。当恢复应力超过其介质恢复强度时，将再次发生地面碰撞。每次新的侵入都会使电网中的电磁能量发生剧烈振荡，从而在非故障阶段、系统的中性点甚至故障阶段之间的过渡过程中造成电压过高。灭弧和恢复过程极其复杂，接地电弧不能在间歇接地时自动熄灭，它会产生电弧光的过电压，其过电压值可能高达相位电压的3至5倍。

2.2主变压器侧断路器开断空载

火电厂电力系统在运行过程中常常会出现主变压器侧断路器开断空载的情况，当主变压器侧断路器发生开断空载后，断路器会将微弱的电流切断，导致本来就不大的变压器的空载电流被迫立即下降到零，于是在变压器的激磁电感上，一侧将产生很高的电压，引起母线和线路上绝缘薄弱部分出现事故。

2.3运行操作导致过电压

电力系统因操作而改变运行方式，导致系统内电磁能量振荡、相互转换和再分配，从而产生过度电压，通常是在真空变压器、真空管和相连电容器的输入或输出过程中通过对上述情况的分析，单相接地会造成过度电压，间歇接地会导致最高电压频率，接地过电压问题可在大多数电路中得到解决。接地过电压故障时没有短路电流，导线电压始终对称。但是，在直接接地的情况下，线路电压会增加相对的无故障电压；在非直接接地(包括间歇接地)情况下，设计和开发电涌保护器对于确保电网稳定运行十分重要，因为非故障相电压的增加可能导致电路或电气设备绝缘的地方出现接地故障。

3过电压的保护措施

3.1低压电网系统中安装

在低压电网TT系统（即为电源中性部位、设备外漏可导电部位直接接地）中，氧化锌避雷器通常安装在负荷侧，中性线引出后相对绝缘。这时，在雷电的作用下，中性线会面临一定的过电压冲击。为了保护整条线路，在中性线、相线和大地之间应安装避雷器，避雷器的工作电压应设置为低压电网额定电压的1.25倍(低压电网的额定电压通常为220伏)。在低压电网的TN系统中(设备漏电的导电部分接中性部分，中性部分接地)，中性线是承载电路导通的重要装置。为避免三相电网系统过电压风险，只需将避雷器与电网系统相线、保护线连接，并保证避雷器工作电压设定为低压电网额定电压的1.25倍。（低压电网额定电压通常为220伏）。

3.2强化出线设备保护

设备管理人员可采用架空方式架设出线设备，也即采用塔杆接地方式对出线设备进行架设，这样不仅能有效降低雷电直接击中出线设备线路中绝缘子闪络的次数和降低雷电击中出线设备线路的概率，从而能有效保护出线设备线路行程，同时有效降低电气一次设备跳闸的概率，从而能有效预防和降低设备过电压现象的发生。

3.3主变压一次设备过电压的具体保护措施

此时，主压力设备过电压参数的主要影响因素包括两种类型:一是真空压力设备停机；二、短路系统的实际灭弧能力。根据相关调查，当压力设备磁场可以转换为电能时，线圈电容器测量的电压值可能达到峰值。为此，发电机组可选择安装组合线圈以提高线圈能力，同时通过直接接地保护高压主变压器，并在低压主变PT机柜中安装一组防雷设备，以便。

3.4安装耦合地线

输配电系统设计过程中，由于配电导线本身的特点，实际运行中设置了单线防雷，其设计虽然在实际运行中具有较强的防雷性能，但无法降低系统的接地电阻，因此无法对系统进行有效的电压控制。如果系统电压升高，则非常容易出现过压问题。面对这种情况，可以在系统中的导线下安装一个空气地线，也可以将电线的防雷装置改为双防雷装置，两者都能够减少过电压对自身的影响。其中，连接地线主要起到减弱雷电影响的作用，如果系统中出现雷击的情况，连接地线就能实现雷击部分产生的电压分流，最终起到降低线路总电压的作用。这种方法在实际应用过程中已经产生了更明显的效果，为系统提供了有效的电涌保护。此外，将这种方法应用于单步线上，还可以保持其中导线的负载平衡，大大提高整个输配电系统的运行质量。

3.5电气系统装设的过电压保护对策

发电厂供电系统的不同安装形式有不同的过电压保护技术。如电气设备额定电压为500千伏时，可选择两端并联的系统安装形式，出线平台可利用GIS母线装置加强对接头电阻的控制，因为变压器和带电感应器有电压互感器限制，可有效保证母线正常生产运行。同时要注意天气条件的变化，科学选择和应用天气环境下的电气系统保护技术。在设计过程中，要结合实验数据确定电气参数，然后选择具体性能的防雷装置，保证设备的过电压超过防雷装置的过电压水平。

结束语

通过研究输配电系统的保护措施发现，对其进行研究，能够有效提高输配电系统的运行质量，还能降低输配电系统在运行过程中出现过电压故障的概率。由此可以看出，研究输配电系统的过电压保护措施，能够为今后输配电系统过电压的发展奠定基础。

参考文献

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