电气一次设备过电压保护问题探讨

电气一次设备过电压保护问题探讨

马富华

宁夏回族自治区电力设计院有限公司

摘要：在整个电力系统当中，电气一次设备是重要的组成部分，对整个电网运行的质量会产生重大的影响。但是，电气一次设备存在的过电压问题对电力系统运行的质量产生十分不利的影响，并且还会影响供电的安全性，对人们的安全造成一定的威胁，同时影响供电服务的质量。为了防止过电压现象对电力系统的危害，在对电气一次设备进行设计时，要求所有电气设备的绝缘不仅能够承受正常范围的工作电压，而且对于一定范围内的过电压也应当有一定的承受能力。这样才能保证电气一次设备不受损害，进而保证电力系统的安全、平稳运行。

关键词：电气一次；设备；过电压保护；问题

1过电压的概述

根据过电压成因的不同，可以将过电压分为外过电压和内过电压两类。在当前电力系统的运行过程中，电弧接地是一种十分常见的过电压，其一般持续时间较长，并会产生较为激烈的振荡。这时的电容参数与电压指将会发生相应的改变，我们也可以将这种称之为谐振过电压。并且，由于水电厂电气一次设备常常由于一些客观因素的影响，而发生损坏，最终引起过电压问题的发生，甚至还会引发安全隐患，造成人员伤亡以及企业重大的经济损失，由此可见，加强对水电厂电气一次设备过电压的保护措施是非常至关重要的趋势。只有这样才能确保整个电气系统高效稳定的运行，促使水电厂各项生产活动的正常开展。

2电气一次设备过电压保护设计

2.1过电压保护

（1）直击雷保护措施：220kV出线场户外电气设备采用220kV出线的架空地线作为出线场直击雷的保护措施。（2）雷电侵入波保护措施：在每回220kV出线上装设一组型号为Y10W-200/520W的氧化锌避雷器作为雷电侵入波过电压保护措施。避雷器距与保护设备间的电气距离满足相关规程的要求。（3）为保护主变压器、220kVGIS和220kV电缆，在每个220kVGIS出线间隔出线侧装设一组封闭式氧化锌避雷器。根据计算，避雷器与被保护设备的电气距离满足过电压保护规程的要求。（4）操作过电压保护措施：在发电机出口及主变低压侧各设置一组阻容保护装置，作为发电机回路真空断路器操作可能引起的过电压的保护措施。

2.2氧化锌避雷器

氧化锌避雷器是一种新型的电气过电压保护技术，主要用于避免大气过电压。氧化锌避雷器由于自身所带有的电阻值非常高，因此，属于绝缘性物质。出现大气过电压时，氧化锌避雷器会由于电压作用而出现电阻降低的情况，从而使电流通过，泄放出电气设备中残留的电压，而当电压恢复到正常值后，氧化锌避雷器的电阻值也会恢复到原有状态，呈现出绝缘性质，避免电气设备遭受过电压的损害。氧化锌避雷器是一种行之有效的过电压保护技术的应用产品，它具有电压流通量较大，残余电压较少的优点，其制造工艺十分简便，具有较高的实用性和较长的使用寿命。

2.3放电间隙保护

对于放电间隙的保护同样是非常重要的一项措施，一般情况下建议采用简单的防雷措施来实现防护，由于其具备建构简单、维护方面、成本低廉的优点，并可以对一般的过电压现象进行防护，但是针对部分特殊情况，则需要采用相对复杂的防雷措施，其应用虽然较为烦琐，但是可对电压过高的现象进行防护。目前放电间隙的防护措施主要分为三类，即棒形、球形、角形，此三种措施各自具备功能特点，利弊点也存在一定的禅意，需要工程结合自身条件来进行选择，但目前来看角形措施是应用最为广泛的一种措施。

2.4防雷保护

在雷电过电压造成的损害中，侵入波是影响最为严重的一种因素。侵入波会严重影响电气设备的使用寿命，降低电气设备的安全性。一旦电路系统遭到了侵入波的破坏，就会导致电气设备受损，使整个电路系统瘫痪。因此，在电气设备的使用中，需要通过多种途径进行防雷保护，减少侵入波对电气设备的损害，在日常作业中使用的防雷保护装置一般分为两种：一种是加装电路进线保护装置，提高电气设备的过电压承受能力。另外一种是使用阀型避雷器，该装置可以增加电气设备的安全性和稳定性，减少过电压对电力操作人员的威胁。

3电气一次过电压保护的注意事项

在对电气设备过电压保护时需要注意以下几点问题：第一，电气一次设备过电压保护设计需要兼顾内过电压保护和外过电压保护两方面的问题，尤其是内部过电压。内过电压会带来电气设备的故障，导致电器设备不能有效地发挥其功能，需要进行更换才能保证电网系统的安全、平稳运用，这就使电企业的经济效益受到了一定程度的影响。由于电气设备中常态的过电压是普遍存在的，所以应当采取一定的手段抵消稳态过电压的影响；第二，注意电气过电压水平与避雷器等防过电压设备在承受过电压技术参数的配合，要求电气过电压水平高于避雷器等防过电压保护水平；第三，长距离的线路对应的电压也比较高，所以要将内过电压控制在合理的范围之内，需要利用一些并联容量设备来进行，因为距离较远，所以需要的设备也比较多，例如断路器、避雷装置设备以及小电阻，只有准备充分才能保证高压线路的安全性；第四，在电气一次设备过电压保护设计时，需要妥善解决各项技术参数的矛盾，使得电气一次设备的过电压水平不低于避雷针等装置的保护水平。

4电气一次设备的过电压保护设计必须要遵守的原则

电气一次设备过电压保护设计工作属于一项复杂的系统工程，要想提高设计的科学性和合理性，需要遵守一定的设计原则，具体如下：1.在对电气一次设备的过电压进行设计时，一定要将外过电压保护和内过电压保护放在同等重要的地位，加强这两个方面的过电压保护设计。另外，在整个电力系统运行的过程中，电气一次设备需要具有承受一定常态过电压的能力，因此，加强对电气一次设备承受过电压能力的设计至关重要，可以避免电气设备受到过电压的损坏。2.一定要通过科学准确的计算对外送线路的工频过电压的水平进行精确的分析，保证工频过电压的水平符合要求，特别要对这一点进行注意，主要是因为工频过电压对操作过电压的水平进行产生重要的影响，并且还直接影响到出线避冒器的额定电压，工频过电压通过这两个方面的影响直接决定了电气设备的绝缘水平和出现电路器的电阻热量，因此，需要对工频过电压进行科学的分析。3.在对电气一次设备过电压保护进行设计时，一定要对存在的各项技术参数的矛盾进行妥善的处理，尽量使电气一次设备的过电压水平高于避雷针等相关保护装置的保护水平。4.在对电气一次设备过电压保护进行设计时，一定要对各种参数进行正确的处理和组合，避免出现谐振过电压的情况。

5结束语

综上所述，电气一次设备最为整个电力系统的重要组成部分，对于电 力系统运行的质量产生重大的影响，其中存在的过电压问题会对整个电力 系统产生巨大的破坏作用，因此，加强对电气一次设备的过电压保护刻不 容缓。相关的设计人员一定要严格遵守电气一次设备过电压保护的原则进 行设计工作，做好各个环节的设计，保证细节处的合理性，只有这样才能提 高电力企业运行的质量，保证电力系统安全、稳定、持续运行。

参考文献

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